Värähtelyt ja aaltoliikeLaajuus (3 op)

Osaamistavoitteet

Opiskelija tutustuu värähtelyn ja aaltoliikkeen täsmälliseen kuvaamiseen: niiden keskeiseen käsitteistöön ja tärkeimpiin lainalaisuuksiin. Hän hahmottaa värähtelyn ja aaltoliikkeen syntymisen edellytykset, ja oppii ymmärtämään näihin aihepiireihin liittyviä luonnonilmiöitä ja käytännön sovelluksia.
Mekaanista ja sähkömagneettista värähtelyä käsiteltäessä opiskelija huomaa, että samaa laskennallista välineistöä voi käyttää erilaisten, näennäisesti toisiinsa liittymättömien ilmiöiden tarkasteluun. Tämän myötä hän oppii ymmärtämään matemaattisten analogioiden merkitystä sekä arvostamaan sitä tehokkuutta, mikä liittyy luonnonlakien kuvaamiseen suureyhtälöillä.
Opiskelija hahmottaa mekaniikan ja sähkömagnetismin muodostaman klassisen fysiikan loogisesti yhtenäiseksi kokonaisuudeksi. Tältä pohjalta hänelle kehittyy ymmärrys sähkömagneettisesta aaltoliikkeestä: sen täsmällisestä luonteesta, synnyttämisestä ja vastaanottamisesta, sekä merkityksestä nykyaikaisen tiedonvälityksen kannalta.

Sisältö

Vaimentamaton ja vaimennettu harmoninen värähtely, pakkovärähtely
Mekaaninen aaltoliike
Aaltoilmiöitä: interferenssi, heijastuminen, taittuminen, taipuminen, Dopplerin ilmiö
Sähköiset värähtelyt, sähkömagneettiset aallot ja sähkömagneettinen spektri

Esitietovaatimukset

Opintojakson "Magnetismi" sisältöä vastaavat tiedot.

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Opiskelija ymmärtää värähtelyyn ja aaltoliikkeeseen liittyvät peruskäsitteet ja niiden keskinäiset riippuvuussuhteet sekä värähtelyyn ja aaltoliikkeeseen liittyvät perusilmiöt. Hän osaa käsitellä sellaisia värähtelyyn ja aaltoliikkeeseen liittyviä ongelmia, joiden ratkaisemiseksi riittää peruskäsitteiden kvantitatiivinen ymmärtäminen.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Yllä olevan lisäksi opiskelija osaa soveltaa värähtelyyn ja aaltoliikkeeseen liittyviä peruslainalaisuuksia vähemmän yksinkertaisissa tilanteissa. Hän osaa selittää värähtelyyn ja aaltoliikkeeseen liittyvät perusilmiöt peruskäsitteiden avulla.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Alempien arviointitasojen vaatimusten lisäksi opiskelija osaa esittää ratkaisunsa selkeästi ja loogisesti perustellen. Hän osoittaa opintojakson sisältöjen syvällistä hallintaa kykenemällä soveltamaan osaamaansa myös uudentyyppisten ongelmien ja tilanteiden käsittelyyn. Lisäksi hän hahmottaa opintojakson (ja myös aiempien fysiikan opintojaksojen) sisältöjen välisiä yhteyksiä, ja osaa tarvittaessa hyödyntää eri osa-alueilta hankkimiaan tietoja ongelmanratkaisussaan.