Kursen är en obligatorisk kurs på grundnivå för en naturvetenskaplig kandidatexamen Fysik.

Transkript

1 Naturvetenskapliga fakulteten Ellära, 7.5 credits Grundnivå / First Cycle Fastställande Kursplanen är en skiss men ännu ej fastställd. Allmänna uppgifter Kursen är en obligatorisk kurs på grundnivå för en naturvetenskaplig kandidatexamen Fysik. Undervisningsspråk: Svenska Enstaka moment ges och examineras på engelska. Det omfattar högst 1 hp, i form av laboration eller inlämningsuppgift. Svenska och engelska, kursen ges ibland på svenska och ibland på engelska. Huvudområde Fysik Fördjupning G1N, Grundnivå, har endast gymnasiala förkunskapskrav Kursens mål Kursen syftar till att ge grundläggande kunskaper I ellära samt dess tillämpningar i samhället och ingår i basblocket för fysik. Efter genomgången kurs skall studenten kunna (utbildningsplanen i beskrivningen hänvisar till utbildningsplanen för kandidatexamen i fysik vid Lunds universitet): Kunskap och förståelse resonera kring och förstå ellära samt dess implikationer i vår omgivning redogöra för kretsteori för enklare kretsar, de tre grundkomponenterna (resistorn, kondensatorn och induktorn), samt hur dessa komponenter beter sig redogöra för uppkomsten av magnetfält, kopplingar mellan dessa och ström samt deras påverkan på laddningar

2 översiktligt förklara magnetiska material, särskilt ferromagnetiska material och deras tillämpningar förklara växelströmmar, redogöra för deras uppkomst och hur de tre grundkomponenterna beter sig växelströmskretsar Färdighet och förmåga använda de grundläggande begreppen och behärska enklare beräkningar inom grundläggande ellära såsom elektrostatik, stationär likström och kretslära, magnetostatik, elektromagnetisk induktion och växelströmmar. Kan exemplifieras med t ex Coulombs lag, tillämpa Gauss lag för E-fält och Amperes lag för vissa givna geometrier och rörelse-ems (motsvarar lärandemål 1-3 i utbildningsplanen) använda elektriska mätinstrument, såsom volt/amperemeter, oscilloskop och teslameter, samt utföra mätningar och genomföra med handledning laboration i ellära (motsvarar lärandemål 1-3 i utbildningsplanen) Redogöra skriftligt för resultat från laborationer och beräkningar (motsvarar lärandemål 4 i utbildningsplanen) Beskriva och diskutera fysikens grundläggande idéer och förutsättningar (motsvarar lärandemål 6-7 i utbildningsplanen) Värderingsförmåga och förhållningssätt Använda resonemang som bygger på ellärans begrepp när händelser ska beskrivas (motsvarar lärandemål 2 i utbildningsplanen) kritiskt analysera experimentella resultat och mätdata (motsvarar lärandemål 2 i utbildningsplanen) rapportera vetenskapliga resultat skriftligt på ett adekvat sätt med utgångspunkt från akademisk hederlighet (även redogöra för begreppet), med presentation av tillhörande mätdata, samt göra så inom givna tidsramar (motsvarar lärandemål 2 och 6 i utbildningsplanen) Visa insikt om elektricitet i samhället, t. ex. lokalisering av elproduktion, risker med produktion i tätbefolkade områden kontra överföringsförluster vid produktion långt från användningen (motsvarar lärandemål 2, 6, 7 i utbildningsplanen) Kursens innehåll Delmoment - Laborationer [1.5 hp]

3 - Tentamina [6 hp] Ämnesmässigt innehåll - Elektrostatik elektrisk laddning, Coulombs lag, elektrisk fältstyrka, superposition principen och superposition av punktladdningsbidrag, fältlinjer, elektriska dipoler, elektriskt flöde, Gauss sats (visa och formulera samt exempel med vissa givna geometrier), elektrisk potential, elektrisk potentiell energi, ekvipotentialytor, kapacitans, kondensatorer och hur de hanteras i enkla elektriska kretsar, laddnings polarisation, dielektrika, elektrostatisk energi samt kondensatorer. - Elektrisk ström och kretsteori Ström, strömtäthet, resistititet, resistans och dess temperaturberoende, resistorn och hur den hanteras i elektriska kretsar, Ohms lag, Kirchhoffs lagar, Joules lag, elektromotorisk spänning (EMS), upp- och urladdning av kondensator (RC-kretsar), kretsanalys, el-motorn, elektriska mätinstrument och hur de används/kopplas - Magnetiska fält flödestäthet, magnetisk kraftverkan på laddade partiklar, magnetisk kraftverkan på strömförande ledare, Gauss lag för magnetfält, Biot-Savarts lag, vridmoment på strömförande slinga i magnetfält, magnetiska dipoler, Amperes lag på integralform (fomulera samt exempel med givna geometrier), Halleffekt och att mäta magnetiska fält, magnetisk polarisation samt orientering om magnetiska material (särskilt ferromagnetiska material). - Elektromagnetisk induktion Faradays och Lenz' lagar, ömsesidig och självinduktans, generatorn, rörelse EMS, virvelströmmar, LR-kretsar, det magnetiska fältets energi, inducerade elektriska fält - Maxwells ekvationer Alla Maxwells ekvationer på integralform tas fram, men förskjutningsströmstillägget gås inte igenom. Särskild tonvikt läggs vid Gauss lag och Amperes lag och dess exempel. - Växelström Begreppet växelström, likriktning, resistanser och reaktanser, LRC-krets, resonans, effekt, elsäkerhet och ideal transformator Kursens genomförande Undervisningen utgörs av föreläsningar, laborationer, räkneövningar och seminarier. Deltagande i samtliga laborationer samt tillhörande moment är obligatoriskt. Deltagande i moment som behandlar akademisk hederlighet och säkerhet är obligatoriskt.

4 Kursens examination Kursen examineras i form av: 1. Skriftlig tentamen vid kursens slut, examinerar lärandemål 1-3, 6 och 7 2. Laborationsredogörelser, examinerar lärandemål 4 och 8 3. Inlämningsuppgifter, som är frivilliga men ger bonuspoäng mot tentamen, examinerar lärandemålen 1-7. Den skriftliga tentamen och inlämningsuppgifterna motsvarar 6 hp och laborationerna 1,5 hp. För studerande som ej godkänts vid ordinarie tentamen erbjuds ytterligare tentamenstillfälle i nära anslutning härtill. Betyg För att bli godkänd på hela kursen krävs godkänd tentamen (U, G, VG), godkända laborationsrapporter (U, G, VG) samt godkända obligatoriska moment (U, G). Varje moment ges ett procentbetyg och gränsen för godkänt är 50% på samtliga moment. Slutbetyget avgörs genom en sammanvägning av resultaten på de moment som ingår i examinationen. Sammanvägningen görs genom viktning av av resultaten från momenten i förhållande till momentens storlek i högskolepoäng. Gränsen för väl godkänt är 80%. Förkunskapskrav För tillträde till kursen krävs endast gymnasiala studier Övrigt Denna kurs ger i sin engelska version FYSXXXX på vårterminen. Kursen kan inte tillgodoräknas i examen tillsammans med FYSA01, FYSA11 eller FYS001 De gamla kurser som denna kurs ersätter eller andra överlappande kurser. Uppgifter för Ladok Beslutsuppgifter Användaruppgifter Litteraturlista för XXXYNN, Ellära

5 Sears & Zemansky's University Physics with Modern Physics (14 upplagan) av Hugh D. Young, Roger A. Freedman ISBN: Volym 1: (14th Edition) Volym 2: (14th Edition)