Linköpings Universitet Linköping Institutionen för Fysik, Kemi och Biologi Per Sandström

Transkript

1 Linköpings Universitet Linköping Institutionen för Fysik, Kemi och Biologi Per Sandström Kursinformation för kurserna: - TFYA81 Oscillationer och Mekaniska Vågor för Y och Yi - TFYA82 Oscillationer och Mekaniska Vågor för MED - TFYA83 Mekaniska vågor för - del av 92FY11, 92FY17 för Ämneslärarprogrammet Välkomna till de här kurserna. Vågor och svängningar är mycket grundläggande inom många områden inom fysiken. I den här kursen är det meningen att ni ska få en bra grund att stå på. Kursernas syfte är att ni ska få grundläggande kunskaper om svängningsrörelser och vågutbredning med tillämpningar inom bland annat akustik, men även andra områden. Efter fullgjord kurs ska ni kunna behandla grundläggande vågfysikaliska problem relaterade till svängningar och vågor. Kursen samläses mellan flera olika studentgrupper. Personer Kursansvarig, Fö Per Sandström, persa@ifm.liu.se, telefon Huvudansvarig Laborationer, Fö, Lab, Le: Peter Andersson, petan64@ifm.liu.se telefon Lektioner: Jimmy Thörnberg, jimmy.thornberg@liu.se Dessutom finns ytterligare ett antal laborationshandledare Lisam Information om kursen, föreläsningsanteckningar, frågor till lektionerna, kompendier och laborationshandledningar kommer att finnas tillgängliga på kursens Lisamsida. Denna nås via lisam.liu.se. Här sker även laborationsanmälning och inlämning av laborationsrapporter samt föreberedelsetestet inför laborationerna. Det är väldigt viktigt att du kommer åt Lisam-sidan. Fungerar det inte senast någon dag efter att du har registrerat dig på kursen så kontakta Per Sandström eller Peter Andersson så ordnar vi det.

2 Kursmoment Kursen består av ett antal olika moment som är något olika för de olika studentgrupperna. Vilka moment som ingår i respektive kurs beskrivs nedan. Håll noga koll på vad som gäller för just dig! De olika momenten beskrivs mer i detalj längre fram. De tre första veckorna ägnas åt föreläsningar och laborationer i experimentell problemlösning. Andra halvan av läsperioden innehåller teori och laborationer inom grundläggande vågfysik med fokus på svängningar och mekaniska vågor. TFYA81 för Y och Yi - Föreläsningar 20 h - Lektioner 10 h - Laborationer i Experimentell Problemlösning 16 h - Ljudlaboration 4 h - Projektlaboration 4 h TFYA82 för MED - Föreläsningar 20 h - Lektioner 10 h - Laborationer i Experimentell Problemlösning 16 h - Ljudlaboration 4 h - Laboration Medicinskt Ultraljud 4 h TFYA83 för - Föreläsningar 14 h: Ni går inte på de tre första föreläsningarna - Lektioner 10 h - Ljudlaboration 4 h - Projektlaboration 4 h 92FY11, 92FY17 för Ämneslärarprogrammet - Föreläsningar 6 h: Ni går endast på de tre första föreläsningarna - Laborationer i Experimentell Problemlösning 16 h Litteratur Som kurslitteratur används boken Våglära och Optik av Göran Jönsson, 6:e upplagan. Den finns att köpa bland annat på Bokakademin. Den kommer att finnas på lager from slutet av v3 (Boken behövs ej för ämneslärarstudenterna). Boken används i andra delen av kursen samt även i den efterföljande kursen TFYA84 Optik Teori och Tillämpning. Dvs den behövs från ca tre veckor in på läsperioden. Dessutom används ett kompendium Experimentell Problemlösning av Bengt Sandell som finns att ladda ner från kursen Lisam-sida. Som stöd vid rapportskrivningen används Lathund för rapportskrivning av Merkel m.fl. samt en exempelrapport. Laborationshandledningar, föreläsningsanteckningar samt lektionsuppgifterna finns också tillgängligt på Lisamsidan.

3 Föreläsningar Tabellen nedan visar den ungefärliga planeringen för föreläsningarna. Föreläsning När/Var Vad Vem 1 Introduktion, Experimentell problemlösning (Per Sandström/Peter Andersson) Onsdag v3 8-10, A2 Introduktion till kursen, Fysikaliska modeller ÄLP 2 Experimentell problemlösning (Peter Andersson) 3 Experimentell problemlösning (Peter Andersson) Torsdag v , C1 Fredag v , A2 Verktyg för problemlösning, Dimensionsanalys, Linjärisering, Rimlighetsbedömningar Felanalys, Rapportskrivning ÄLP ÄLP 4 Oscillationer (Per Sandström) Fredag v , A1 5 Oscillationer (Per Sandström) Måndag v , C4 6 Fortskridande vågor Onsdag v6 (Per Sandström) 10-12, C4 7 Fortskridande vågor (Per Sandström) 8 Superposition och Interferens (Per Sandström) Måndag v , C4 Måndag v , C4 Enkel harmonisk svängningsrörelse, Vinkeloscillation, Svängningar finns överallt Dämpad och tvingad svängning, Resonanser Vågmodellen, allmänt uttryck för vågrörelser, Vågekvationen. Superposition Superposition, Interferens, Kort om frekvensinnehåll hos allmänna vågor och fourierserieuppdelning Stående vågor, Svävningar, Dopplereffekten. 9 Gästföreläsning (Elisabet Blom) Måndag v , C4 Om vibrationsmätningar i industrin 9 Superposition och Interferens (Per Sandström) Måndag v , A1 Energi och Intensitet hos vågor Tillämpningar och exempel Lektioner 5 stycken lektioner är schemalagda i kursen. Dessa tar upp uppgifter från de närmast föregående föreläsningarna med start efter föreläsning 4. Lektionsfrågorna finns på Lisam. Lektionerna inleds kort av lektionsassistenten. Större delen av lektionen är öppen för att fråga assistenten om saker du kört fast på (du uppmanas att göra det). På begäran eller vid behov tar också assistenten upp någon specifik uppgift på tavlan. Lektionsfrågor och rekommenderad lösningsordning kommer att finnas på Lisam i god tid före de schemalagda tillfällena. Se schemat för vilka tillfällen du skall deltaga.

4 Laborationer Allmänt Kursen innehåller flera laborationer. Detta avsnitt beskriver vad som gäller vid de olika momenten. De olika kurskoderna gör delvis olika moment. Kontrollera noga vilka labbar du ska göra och vad som gäller för just dem. Kursen är stor och för att allt ska flyta på så smidigt som möjligt är det viktigt att man är anmäld, kommer till rätt tillfälle och är ordentligt förberedd. Laborationerna är examinerande, medtag legitimation. Vid frågor som rör laborationer kontakta laborationsansvarig Peter Andersson, Tider Laborationerna startar 15 min över heltimme. För sen ankomst innebär i normalfallet att laborationen inte kan genomföras utan måste ske vid ett annat tillfälle. Om du blir sjuk eller får något förhinder kontakta Peter Andersson så snart som möjligt för att hitta en lösning. Anmälan Anmälan till laborationerna sker i Lisam. Observera att det finns ett begränsat antal platser i varje laborationsgrupp. Respektera antalet platser, eventuell överanmälning kommer att resultera att du flyttas till en godtycklig laborationsgrupp! Tänk på att anmäla dig till en grupp som gör att det inte uppstår kollisioner med annan undervisning eller andra aktiviteter. De som läser 92FY11 och 92FY17 har en laborationsgrupp reserverad och skall inte anmäla sig i Lisam. Anmälan till laborationerna i experimentell problemlösning sker genom att du anmäler dig till en laborationsgrupp som gör alla fyra tillfällen tillsammans. OBS: det är inte möjligt att byta mellan laborationsgrupperna i experimentell problemlösning, du måste följa den grupp du har anmält dig till för att upplägget skall fungera. Anmälning till ljudlaborationen, ultraljudslaborationen och projektlaborationen sker separat i Lisam. Laborationer i experimentell problemlösning (TFYA81 Y, Yi, TFYA82 MED, 92FY11, 92FY17) Anmälan till laborationen skall göras senast den 22/1 på Lisam. Laborationerna syftar till att öva experimentell problemlösning och vetenskapliga arbetsmetoder. I dessa laborationer kommer du att öva dig i att lösa öppna problem och skapa fysikaliska modeller. De tre första föreläsningarna i kursen behandlar metoder som behövs för att genomföra laborationerna. Som litteratur finns Sandell/Erikssons kompendium i experimentell problemlösning på Lisam. Detta kompendium skall läsas igenom innan första laborationstillfället. Som hjälpmedel på laborationerna behövs pennor, anteckningspapper, miniräknare och om så önskas en medhavd dator med exempelvis Excel. Det går även utmärkt att genomföra laborationen med endast papper och penna även om de innebär fler manuella uträkningar. Laborationerna sker i Fysikhuset, se kartan på nästa sida.

5 Du ska göra två laborationer i experimentell problemlösning som båda går över två laborationspass. D.v.s. totalt 4x4=16 timmar. För att bli godkänd på laborationerna i experimentell problemlösning krävs aktiv närvaro under alla fyra laborationspassen och en godkänd skriftlig rapport på en av laborationerna. Laboratorieassistenten meddelar vilken laboration ni skriver rapport på. Det är även studentens ansvar att se till att skriva en rapport eftersom den är ett krav för att bli godkänd och det kommer att vara skilda laborationsassistenter på de olika laborationerna. Rapporten skall vara individuellt skriven och kommer att skickas till Urkund för plagieringskontroll när den är klar. Rapportinlämningen sker via Lisam under rubriken Inlämningar. Laboratorieassistenten kommer att rätta rapporten, vilket i de flesta fall resulterar i en eller maximalt två returer som skall åtgärdas inom utsatt tid. Till stöd vid rapportskrivningen finns en exempelrapport på Lisam som skall användas som mall. Riktlinjerna i dokumentet Lathund för rapportskrivning (Merkel m fl) som finns Lisam kan också användas som en guide. Rapporten måste vara skriven på ordbehandlare och en ekvationseditor skall användas för att skriva ekvationerna. Rapporterna skall inlämnas på Lisam senast en vecka efter laborationens andra tillfälle. Därefter fås feedback av laboratorieassistenten på Lisam inom två veckor.

6 Ljudfysiklaborationer (TFYA81, TFYA82, TFYA83) Anmälan till laborationen skall göras senast den 26/2 på Lisam. Laborationerna i ljudfysik sker i fysikhuset E240, se det röda krysset på nedanstående karta. Laborationen följer ett laborationskompendium som finns på Lisam. Det skall skrivas ut eller finnas tillgängligt i en dator eller motsvarande. Kompendiet skall läsas igenom innan laborationen. För att få göra laborationen skall ett förberedande test göras på Lisam senast 24 timmar innan laborationsstart. Du måste vara godkänd på testet för att få göra laborationerna. Testet består av 5 flervalsfrågor och 3 rätt krävs för godkänt. Testet kan göras hur många gånger som helst, frågorna är slumpade och kommer inte i samma ordning varje gång.

7 Projektlaboration (TFYA81 Y, TFYA83 ) Anmälan till laborationen skall göras senast den 26/2 på Lisam. Laborationen sker i samma lokaler som laborationerna i experimentell problemlösning Vid laborationen skall en frågeställning inom oscillationer och ljud utredas i en projektgrupp om fyra studenter. Projektet skall redovisas för de andra grupperna under laborationens sista timme. Samtliga i gruppen måsta vara aktiva både under laborationens utförande och under redovisningen för de andra. Projektbeskrivningar kommer att finnas tillgängliga på Lisam och skall studeras innan laborationen. För att få göra laborationen skall ett förberedande test göras på Lisam senast 24 timmar innan laborationsstart. Du måste vara godkänd på testet för att få göra laborationerna. Testet består av 5 flervalsfrågor och 3 rätt krävs för godkänt. Testet kan göras hur många gånger som helst, frågorna är slumpade och kommer inte i samma ordning varje gång. Laboration i medicinskt ultraljud (TFYA82 MED) Anmälan till laborationen skall göras senast den 19/2 på Lisam. Laborationen görs i grupper om 5-6 studenter och laborationsanmälan görs i Lisam. Laborationen utförs i IMT:s lokaler på Campus US. Ni samlas vid ingång 71, våning 12 (IMT) där assistenten möter upp. Laborationsassistent i ultraljudslabben är Malcolm Latorre (malcolm.latorre@liu.se), Labben innehåller 3 olika moduler och varje modul innehåller i sin tur delmoduler. Modulerna är: Basics of ultrasound generation (Kap. 3.1), Measurement on a urethane ultrasound phantom using array probes (Kap. 3.2) och In vivo measurements (Kap. 3.3). Innan laborationen skall du läsa igenom instruktionerna och göra föreberedelseuppgifterna. För att få göra laborationen skall ett förberedande test göras på Lisam senast 24 timmar innan laborationsstart. Du måste vara godkänd på testet för att få göra laborationerna. Testet består av 5 flervalsfrågor och 3 rätt krävs för godkänt. Testet kan göras hur många gånger som helst, frågorna är slumpade och kommer inte i samma ordning varje gång. Examination För TFYA81, TFYA82 och TFYA83 examineras kursens teori vid en skriftlig tentamen den 17/3. För att bli godkänd på kursen krävs godkända laborationer och godkänd tentamen. Betyg på kursen sätts utifrån resultatet på den skriftliga tentamen med U, 3, 4 eller 5. För att bli godkänd på laborationerna krävs att du aktivt deltar och slutför dessa samt att du är tillräckligt förberedd. För de labbar som har ett förberedande test ska du vara godkänd på det också. För TFYA81 och 82 krävs dessutom godkänd rapport på en av Experimentell Problemslösningslabbarna. För att bli godkänd på laborationsmomentet LAB2 inom 92FY11 och 92FY17 krävs godkänt på laborationerna i Experimentell Problemlösning, inklusive godkänd rapport på en av dessa.