Teoretisk fysik. Fet stil = valbara kurser (en av dessa är obligatorisk)

Transkript

1 Fet stil = valbara kurser (en av dessa är obligatorisk) Etappmål 1 Etappmål 2 Etappmål 3 Examensmål FYSA01 Hantera mätinstrument och göra mätvärdesinsamlingar 1 Beskriva, formulera och tolka fysikaliska modeller 1 Utföra beräkningar för grundläggande fysikaliska problem 1 MATA21 formulera axiom, definitioner och satser som ingår i kursen och illustrera dem med exempel; 1 kunna använda räkneregler och satser för gränsvärden, derivator och integraler för att utföra beräkningar på talföljder, elementära funktioner, differentialekvationer och serier; 1 kunna knyta ihop axiom, definitioner och satser som ingår i kursen med matematiska bevis. 1 knyta olika FYSC11 förklara de kvantmekaniska koncepten som behövs för att beskriva den moderna atomoch molekylfysiken. 1 beskriva den detaljerade energistrukturen i atomer med en eller två valenselektroner samt översiktligt för system med flera elektroner. 1 beskriva några grundläggande experiment från atomoch molekylfysikens historia 1 beskriva hur atomer och molekyler växelverkar med elektromagnetisk strålning 1 använda grundläggande kvantmekaniska koncept och tillämpa dem på atomoch molekylfysikaliska frågeställningar, 1, 2 översiktligt exemplifiera och beskriva aktuell forskning inom atomfysik och synkrotronljusfysik. 1 FYTK02 beskriva, använda och redogöra för fysik som ingår i kandidatutbildningen, inklusive dess vetenskapliga grund, 1, 5 översiktligt redogöra för aktuella forskningsfrågor i ett delområde av fysiken, 1 beskriva och redogöra för en fördjupning inom något delområde av fysik visa kunskap och förståelse inom huvudområdet för utbildningen, inbegripet kunskap om områdets vetenskapliga grund, kunskap om tillämpliga metoder inom området, fördjupning inom någon del av området samt orientering om aktuella forskningsfrågor (K&F) 11

2 gränsvärdebegrepp till konkreta numeriska uppskattningar; 1 MATA22 redogöra för de grundläggande begrepp och definitioner som finns förtecknade under kursens innehåll; 1 exemplifiera och tolka viktiga begrepp i kursen i konkreta situationer; 1 uttrycka olika geometriska begrepp i det tredimensionella rummet med hjälp av algebra; 1 härleda relevanta algebraiska samband och formler 1 NUMA01 förstå och använda grundläggande programmeringsbegrepp, datastrukturer, styrande satser; 1 förstå och använda Python som programmeringsspråk; 1 programmera skriftligt specificerade beräkningsalgoritmer. 1 omvandla algoritmer till FYSC12 Beskriva och använda den grundläggande moderna fysiken, speciellt inom området kärnfysik. 1, 5 Översiktligt kunna exemplifiera och beskriva den aktuella forskningen inom kärnfysik. 1 Förstå reaktorers funktion och användning. 1 FYTB14 redogöra för användandet av generaliserade koordinater för ett givet mekaniskt system och hur Lagranges ekvationer följer från minsta verkans princip, 1 översiktligt redogöra för Hamiltonformalismen för mekanik, 1 förklara hur bevarandelagar uppkommer ur olika symmetrier, 1 använda rumtidsdiagram och redogöra för kausala samban 1 22

3 MATB21 programkod; 1 redogöra för relevanta begrepp och metoder inom grundläggande flervariabelanalys, 1 redogöra för grundläggande tillämpningar av differential- och integralkalkyl för funktioner i flera variabler, 1 identifiera den logiska strukturen i matematiska resonemang inom kursens ram. 1 hantera problemställningar inom differential- och integralkalkyl med funktioner av flera variabler, 1 ställa upp och analysera enklare matematiska modeller inom flervariabelanalys, 1 redogöra för matematiska resonemang på ett strukturerat och logiskt sammanhängande sätt, 1 använda sig av formell behandling av matematik FYSC13 förklara grundläggande begrepp och identifiera centrala områden inom fasta tillståndets fysik såsom kristallstruktur, gittersvängningar, bandstruktur och frielektronmodellen, ledare, halvledare och isolatorer. 1 exemplifiera och beskriva den aktuella forskningen inom ett begränsat område av fasta tillståndets fysik. 1 lösa enklare räkneuppgifter relaterade till de fysikaliska modellerna som presenteras under kursen. 1 FYSC14 Beskriva materiens uppbyggnad av kvarkar och leptoner i standardmodellen. 1 Beskriva de fundamentala växelverkningarna i standardmodellen 1 Redogöra för grundelementen i 33

4 och argumentera för syftet med matematisk bevisföring. 1, 4 MATB22 redogöra för och tillämpa teorin för lineär algebra, 1 identifiera den logiska strukturen i matematiska resonemang och genomföra matematiska bevis. 1 redogöra för matematiska resonemang inom kursens ram på ett logiskt och strukturerat sätt, 1 använda sig av formell behandling av matematik 1 FYSB11 beskriva grundläggande egenskaper hos kvantpartiklar samt förklara centrala begrepp som våg-partikeldualitet, vågfunktion och superposition, 1 förklara och ge exempel på hur operatorer i kvantmekaniken används för att representera observerbara fysikaliska storheter, 1 teorierna för stark, elektromagnetisk och svag växelverkan 1 Redogöra för de grundläggande observationerna som lett till standardmodellen 1 Vara orienterad om förutspådda fenomen bortom standardmodellen och den aktuella forskningsfronten i högenergifysik 1 Redogöra för universums utveckling, framför allt ur partikelfysikperspektiv 1 Redogöra för olika partiklars växelverkan med materia, speciellt detektormaterial1 Redogöra för hur man identifierar partiklar och bestämmer deras rörelsemängd. 1 Redogöra för sekundära strålar av neutroner, myoner, pioner och fotoner vid t.ex. ESS och MAX. 1 Åskådliggöra reaktioner och söderfall med Feynmandiagram 1 Göra kvantitativa beräkningar på reaktioner 44

5 för en mätning på en kvantpartikel formulera uttryck för samt förklara centrala begrepp som sannolikhet, utfall, väntevärde och osäkerhet, 1 härleda den radiella delen av Schrödingerekvationen för en sfärisk symmetrisk potential. 1 beräkna sannolikheten för, samt beskriva de kvalitativa egenskaperna hos, transmission genom enklare potentialstrukturer i en dimension, 1, 2 härleda grundläggande operatorrelationer samt utföra enklare beräkningar med operatorer, 1, 2 FYSB12 redogöra för termodynamikens huvudsatser och förklara deras innebörd, 1 relatera begreppen jämviktstillstånd, entropi och statistisk vikt, 1 beskriva olika processer, speciellt kretsprocesser, och tillämpningar såsom motorer, kylskåp, och sönderfall med relativistisk kinematik 1 Använda metoden med fyrmomentum för kvantitativa kinematiska beräkningar 1 Beräkna laddade partiklars rörelse i elektriska och magnetiska fält 1 FYTB13 ange och motivera vilka av Maxwells ekvationer som är relevanta i olika fysikaliska situationer, 1 redogöra för potentialformuleringen av Maxwells ekvationer, 1 förklara fenomenen polarisation och magnetisering, 1 övergripande redogöra för innebörden av gauge, gaugeval och gaugetransformationer1 beräkna utbredning, reflektion och transmission av elektromagnetiska vågor, 1 i skrift granska och bedöma sakinnehållet i skriftliga rapporter 1, 4 55

6 värmepumpar, etc, 1 redogöra för likafördelningsprincipen och beskriva hur kvantmekaniken korrigerar dess förutsägelser om värmekapaciteter 1 översiktligt beskriva den ultravioletta katastrofen, 1 redogöra för mekanismen bakom trycket i urartade fermiongaser och ge exempel inom något område av fysiken eller astronomin där detta har betydelse. 1 utifrån en sannolikhetsfördelning bestämma olika väntevärden av enskilda statistiska variabler och summan av flera oberoende variabler, 1, 2 härleda och använda Boltzmannfaktorn, 1, 2 ställa upp tillståndssumman för enkla system och utifrån tillståndssumman karaktärisera jämviktstillstånd, 1, 2 bestämma ett systems frihetsgrader och ur det beräkna klassiska fysikens 66

7 förutsägelse för dess värmekapacitet, 1, 2 FYSA01 Värdera och analysera insamlade mätvärden 2 MATA21 kritiskt analysera andra studenters lösningar och presentationer och värdera alternativa lösningssätt i förhållande till egna lösningar; 2 FYSC11 använda grundläggande kvantmekaniska koncept och tillämpa dem på atomoch molekylfysikaliska frågeställningar, 1, 2 analysera enkla atomoch molekylspektra, 2 kunna värdera experimentella resultat, 2, 5 FYTK02 söka, samla, värdera och kritiskt tolka relevant information i en fysikalisk problemställning 2 diskutera företeelser och frågeställningar inom fysik visa förmåga att söka, samla, värdera och kritiskt tolka relevant information i en problemställning samt att kritiskt diskutera företeelser, frågeställningar och situationer (F&F) NUMA01 visualisera, tolka och kritiskt bedöma numeriska resultat; 2 kritisk analysera andra studenters program och värdera alternativa programmeringssätt i förhållande till den egna lösningen 2 MATB22 tolka relevant information och självständigt identifiera, formulera och FYSC12 Värdera experimentella resultat. 2 Visa en förmåga att bedöma fysikaliska modellers tillämpbarhet och begränsningar. 2, 5 FYTB14 välja lämpliga generaliserade koordinater för ett givet mekaniskt system och 77

8 lösa problem som rör lineär algebra, 2, 3 integrera begrepp från kursens olika delar i samband med problemlösning, 2, 3 FYSB11 ställa upp samt kvalitativt motivera Schrödingerekvationen, 2 lösa Schrödingerekvationen för en oändlig potentialgrop i en dimension samt beskriva huvuddragen i lösningen och dess egenskaper för en ändlig grop, 2, 3 beräkna sannolikheten för, samt beskriva de kvalitativa egenskaperna hos, transmission genom enklare potentialstrukturer i en dimension, 1, 2 härleda grundläggande operatorrelationer samt utföra enklare beräkningar med operatorer, 1, 2 värdera i vilka situationer det krävs ett kvantmekaniskt angreppssät 2, 5 använda dessa för att beskriva systemets tidsutveckling samt finna stationära lösningar och analysera stabiliteten hos dessa, 2 använda symmetrier för att förenkla lösandet av rörelseekvationerna, 2 göra beräkningar och manipulationer med fyrvektorer och andra tensorer samt Lorentztransformera dessa mellan olika koordinatsystem i Minkowskirummet, 2 analysera enkla partikelreaktioner med hjälp av relativistisk kinematik 2 FYSC13 med hjälp av datorsimuleringar analysera och visualisera grundläggande egenskaper hos de fysikaliska modellerna. 2 genomföra samt skriftligt redovisa och analysera experimentella laborationer inom 88

9 FYSB12 utifrån en sannolikhetsfördelning bestämma olika väntevärden av enskilda statistiska variabler och summan av flera oberoende variabler, 1, 2 härleda och använda Boltzmannfaktorn, 1, 2 ställa upp tillståndssumman för enkla system och utifrån tillståndssumman karaktärisera jämviktstillstånd, 1, 2 bestämma ett systems frihetsgrader och ur det beräkna klassiska fysikens förutsägelse för dess värmekapacitet, 1, 2 beräkna verkningsgraden i enklare kretsprocesser och avgöra om en process är reversibel eller ej, 2 arbeta med tillståndstätheter och medelbesättningstal för ideala, glesa gaser och ideala fermion- respektive bosongaser, 2 utföra, tolka och skriftligt beskriva experiment med till exempel centrala områden av fasta tillståndet fysik. 2, 4 i stora drag bedöma de fysikaliska modellernas tillämpbarhet och begränsningar i relation till verkliga system inom fasta tillståndets fysik. 2, 5 FYSC14 Med hjälp av MATLAB bestämma myonens livstid från de uppmätta värdena samt att generalisera livstidsmätningar på tidskalor för svaga sönderfall. 2 Värdera naturvetenskapens bild av materiens uppbyggnad baserat på experiment, modellbildning och teorier. 2 Värdera naturvetenskapens bild av universums uppbyggnad och utveckling baserat på observationer, modellbildning och teorier. 2 FYTB13 99

10 vakuumsystem eller kretsprocesser, 2 tillämpa vektoranalysens verktyg och använda fundamentala integralrelationer för att lösa problem inom elektromagnetismen, 2 tillämpa allmänna lösningsmetoder som variabelseparation och multipolutveckling för att lösa elektromagnetiska problem, 2 utnyttja Maxwells ekvationer i såväl mikroskopisk som makroskopisk form för att härleda fälten kring enkla symmetriska stationära laddnings- och strömfördelningar samt randvillkoren för fälten vid gränsskikt mellan vakuum och linjära media, 2 analysera energiinnehåll och energitransport för elektromagnetiska fält i vakuum och linjära media,

11 MATA22 använda i kursen genomgångna teorier, metoder och tekniker för att lösa matematiska problem; 3 NUMA01 organisera, genomföra och muntligt presentera ett större programmeringsprojekt i grupp. 3, 4 FYSC11 planera, genomföra och redovisa experiment, 3, 5 visa en förmåga att bedöma fysikaliska modellers tillämpbarhet och begränsningar, 3, 5 FYSC12 Planera, genomföra och redovisa experiment. 3, 5 FYTK02 självständigt formulera, lämpligt avgränsa och lösa problem inom fysiken, 3 genomföra uppgifter inom givna tidsramar, visa förmåga att självständigt identifiera, formulera och lösa problem samt att genomföra uppgifter inom givna tidsramar (F&F) MATB21 identifiera, formulera och lösa problem som rör reellvärda funktioner av flera variabler, 3 MATB22 tolka relevant information och självständigt identifiera, formulera och lösa problem som rör lineär algebra, 2, 3 integrera begrepp från kursens olika delar i samband med problemlösning, 2, 3 FYSC13 självständigt eller i mindre grupp inhämta kunskaper inom ett fält av fasta tillståndets fysik och redovisa detta skriftligt såväl som muntligt. 3, 4 FYSB11 lösa Schrödingerekvationen för 1111

12 en oändlig potentialgrop i en dimension samt beskriva huvuddragen i lösningen och dess egenskaper för en ändlig grop, 2, 3 formulera Schrödingerekvationen för den harmoniska oscillatorn i en dimension i termer av stegoperatorer, samt beräkna och beskriva de centrala egenskaperna hos vågfunktioner och egenenergier, 3 använda numeriska metoder för att lösa kvantmekaniska problem 3, 5 FYSA01 Skriftligt beskriva utförda experiment 4 Muntligt presentera projekt 4 MATA21 presentera och diskutera matematiska beräkningar och bevis i tal och skrift. 4 argumentera för syftet med matematisk bevisföring. 4 MATA22 FYSC11 självständigt kunna inhämta nya kunskaper och redovisa dessa i muntlig eller skriftlig form, 4, 8 FYSC12 Självständigt kunna inhämta nya kunskaper och redovisa dessa i muntligt och skriftligt. 4, 8 FYTB14 FYTK02 muntligt redogöra för och diskutera information, problem och lösningar inom fysiken i dialog med olika grupper, 4 skriftligt redogöra för och diskutera information, problem och lösningar inom fysiken i dialog med olika grupper, visa förmåga att muntligt och skriftligt redogöra för och diskutera information, problem och lösningar i dialog med olika grupper (F&F) 1212

13 presentera matematiska resonemang; 4 sammanfatta skriftligt och/eller muntligt ett kursavsnitt så att de huvudsakliga principerna framgår; 4 beskriva ett kursavsnitt med ett vardagligt språk som kan förstås även av en person med annan utbildningsbakgrund. 4 argumentera för matematikens betydelse och tillämpbarhet inom andra områden 4, 7 NUMA01 redovisa problemlösningar och numeriska resultat muntligt, skriftligt och i grafisk form; 4 använda adekvat terminologi på ett logiskt och välstrukturerat sätt; 4 organisera, genomföra och muntligt presentera ett större programmeringsprojekt i grupp. 3, 4 MATB21 använda sig av formell behandling av matematik muntligt redogöra för en modern tillämpning av klassisk mekanik eller speciell relativitetsteori. 4 i muntlig form granska och bedöma en muntlig presentation 4 FYSC13 genomföra samt skriftligt redovisa och analysera experimentella laborationer inom centrala områden av fasta tillståndet fysik. 2, 4 självständigt eller i mindre grupp inhämta kunskaper inom ett fält av fasta tillståndets fysik och redovisa detta skriftligt såväl som muntligt. 3, 4 FYTB13 skriftligt beskriva en modern tillämpning av den elektromagnetiska teorin. 4 i skrift granska och bedöma sakinnehållet i skriftliga rapporter 1,

14 och argumentera för syftet med matematisk bevisföring. 1, 4 MATB22 presentera och diskutera matematiska resonemang i tal och skrift. 4 FYSB11 skriftligt beskriva ett fenomen med anknytning till kursen på ett konceptuellt sätt med målgrupp inom ungdomsskolan, 4 FYSB12 muntligt beskriva ett fenomen med relevans för kursen på ett populärvetenskapligt sätt. 4 Etappmål 1 Etappmål 2 Etappmål 3 Examensmål 1414

15 FYSB11 använda numeriska metoder för att lösa kvantmekaniska problem 3, 5 värdera i vilka situationer det krävs ett kvantmekaniskt angreppssät 2, 5 FYSB12 värdera experimentella resultat, 2, 5 värdera fysikaliska modellers tillämpbarhet och begränsningar 2, 5 FYSC11 planera, genomföra och redovisa experiment, 3, 5 kunna värdera experimentella resultat, 2, 5 visa en förmåga att bedöma fysikaliska modellers tillämpbarhet och begränsningar, 3, 5 FYSC12 Beskriva och använda den grundläggande moderna fysiken, speciellt inom området kärnfysik. 1, 5 Planera, genomföra och redovisa experiment. 3, 5 Visa en förmåga att bedöma fysikaliska modellers tillämpbarhet och begränsningar. 2, 5 FYTK02 beskriva, använda och redogöra för fysik som ingår i kandidatutbildningen, inklusive dess vetenskapliga grund, 1, 5 använda och tillämpa fysikens metoder, 5 arbeta självständigt inom astrofysikområdet, visa sådan färdighet som fordras för att självständigt arbeta inom det område som utbildningen avser (F&F) FYSC13 i stora drag bedöma de fysikaliska modellernas tillämpbarhet och begränsningar i relation till verkliga system inom fasta tillståndets fysik. 2,

16 FYSC14 Tillämpa bevaringsregler på reaktioner och sönderfall 5 Koppla upp en elektronisk detektion av myoner från den kosmiska strålningen och mätning av tiden till sönderfall. 5 MATA22 argumentera för matematikens betydelse och tillämpbarhet inom andra områden 4, 7 FYSC13 reflektera över, diskutera och problematisera en tillämpning av modern fasta tillståndets fysik och dess potentiella effekter inom ett visst samhällsområde. 6 FYSC11 visa förståelse av atomfysikens roll i samhället 7 FYSC12 Visa förståelse av kärnfysikens roll i samhället. 7 FYTK02 identifiera, diskutera och göra bedömningar med hänsyn till relevanta vetenskapliga, samhälleliga och etiska aspekter av fysiken, 6 FYTK02 identifiera och diskutera fysikens roll i samhället och människors ansvar för hur den används, visa förmåga att inom huvudområdet för utbildningen göra bedömningar med hänsyn till relevanta vetenskapliga, samhälleliga och etiska aspekter (V&F) 7. - visa insikt om kunskapens roll i samhället och om människors ansvar för hur den används (V&F) FYSC14 Vara orienterad om acceleratorers användning för materialstudier och medicinska tillämpningar

17 FYSC11 självständigt kunna inhämta nya kunskaper och redovisa dessa i muntlig eller skriftlig form, 4, 8 FYSC12 Självständigt kunna inhämta nya kunskaper och redovisa dessa i muntligt och skriftligt. 4, 8 FYTK02 identifiera, diskutera och planera sitt eget behov av ytterligare kunskap, 8 utveckla sin kompetens inom fysikområdet eller andra område visa förmåga att identifiera sitt behov av ytterligare kunskap och att utveckla sin kompetens (V&F) 1717