Introduktion till kursen Fysik 3 Dag Hanstorp
Vi har fem sinnen: Syn Hörsel Smak Lukt Känsel Hur stor är räckvidden på de olika sinnena? Hur skulle vår världsbild påverkas om vi människor hade saknat ett av sinnena?
Skriv ditt namn med hjälp av en pseudonym: Förslag: Gatuadress på tidigare bostad Namn på gossedjur
Fråga 1: a. Beskriv vad en modell/teori betyder inom fysiken. b. Vilka krav ställer vi på en bra modell i fysiken. c. Förklara skillnader/likheter/förhållande mellan Newtons och Einsteins teorier /modeller för att förklara mekaniken
Fysikens arbetsmetod: 1. Inom fysiken försöker vi ta fram bra modeller 2. En bra modell är enkel och allmängiltig 3. Flera olika modeller kan beskriva samma verkligheten 4. Ingen modell är rätt eller fel, den kan bara vara bra eller dålig.
Verkligheten: Fysikens arbetsmetod: Förenkling: Teoretisk modell: Newtons mekanik v = s / t Experiment: v = 5.0 +/-0.5 m/s
Gallileo Gallilei (1564-1642) Studera himlakroppar med hjälp av teleskop Jupiter och dess månar Europa and Callisto
Newtons principia Besrkev grunderna för Mekanik
Fråga 2: a. Vad är ljus? b. Ljus är elektromagnetisk strålning. Beskriv förhållandet mellan elektricitet, magnetism och ljus.
Fråga 3: a. Vilka olika modeller finns det som beskriver ljus. b. Det finns tre modeller för ljus Geometrisk optik = ljus är en stråle Vågoptik = ljus är en våg Kvantoptik = ljus är en partikel Ge ett exempel på tre experiment lämpliga för att demonstrera de olika modellerna.
Fråga 4: Beskriv hur de tre teorierna för ljus förhåller sig till varandra.
Fråga 5: a. Rita en skiss som förklarar funktionen hos en kamera. b. Vilken modell av ljuset har du använt? c. Hur valde du ut de strålar du ritade? d. Hur ska bilden ändras för att göra bilden oskarp?
Fråga 5: Förklara med egna ord förhållandet mellan temperatur och energi
En indelning av fysiken: Mekanik Elektro-Magnetism Termodynamik Vågrörelselära
Runt år 1900 ansågs det att fysiken kunde förklara det mesta av det vi observerade i naturen. Fem experiment/observationer gav dock helt felaktigt resultat om man använde den klassiska fysiken modeller. Fotoelektriska effekten Svartkroppsstrålningen Comptoneffekten Atomära linjespektrat Värmekapaciteten för en gas vid låga temeperaturer
Centralt innehåll Undervisningen i kursen ska behandla följande centrala innehåll: Rörelse och krafter Fördjupad behandling av kraft och rörelse, till exempel rörelse med luft- och vätskemotstånd, stötar i två dimensioner, rörelsemängdsmoment och rotationsrörelse. Fördjupad behandling av harmonisk svängning med tillämpning inom till exempel dämpad svängningsrörelse, elektriska växelspänningskretsar eller radiokommunikation. Fördjupad behandling av vågrörelse med tillämpning inom till exempel akustik, rörelser i jordskorpan, vattenvågor och elektromagnetiska vågor. Den speciella relativitetsteorin och orientering om den allmänna relativitetsteorin..
Materia och material Fortsatt behandling av våg-partikeldualismen, till exempel partikel i låda, tunneleffekten, Heisenbergs obestämdhetsrelation, endimensionella tidsoberoende Schrödingerekvationen, kvanttal och Pauliprincipen. Fasta materials optiska och elektriska egenskaper som konsekvens av elektronernas energistruktur. Tillämpningar av kvantfysik och fasta tillståndets fysik inom till exempel laser, halvledarelektronik och modern materialteknik. Partikelmodell för ideala gaser och samband mellan mikroskopiska och makroskopiska egenskaper hos dessa..
Modellering och simulering Undersökande mindre projekt där datorbaserad numerisk simulering används för att fördjupa och tillämpa valfritt område på en problemställning med anknytning till fysik. Fysikens arbetssätt och matematiska metoder Betydelsen av experimentellt arbete, matematik och simuleringar för att testa, omvärdera och revidera hypoteser, teorier och modeller. Avgränsning och studier av problem med hjälp av fysikaliska resonemang och matematisk modellering. Planering och genomförande av experimentella och numeriska undersökningar samt formulering och prövning av hypoteser i samband med dessa. Bearbetning och utvärdering av data och resultat. Utvärdering av resultat och slutsatser genom analys av metodval, arbetsprocess och felkällor.
Fråga 6 Skriv ner något inom fysiken som du vill att vi ska ta upp på kursen
UNDERVISNING Undervisningen kommer att bestå av: Föreläsningar Räkneövningar Laborationer Simuleringsprojekt Gästföreläsningar av forskare Studiebesök forskningslaboratorier Projekt i modern fysik
BETYGSGRUNDANDE MOMENT Följande moment kommer utgöra grunden för betygssättning: Rapport simulering Laborationer Inlämningsuppgifter Skriftligt prov Skriftlig rapport projekt i modern fysik Muntlig redovisning av projekt i modern fysik