Sähkömagnetismi, termofysiikkaa ja aallotLaajuus (6 op)

Osaamistavoitteet

Opiskelija tuntee keskeisimmät opintojakson aihealueisiin liittyvät suureet ja ilmiöiden syy-seuraussuhteet. Opintojakson jälkeen opiskelija pystyy ymmärtämään ammattiosaamisessaan tarvittavien fysiikan sovellusten perusteet.


-----
Opintojakson suoritettuaan opiskelija ymmärtää ja hallitsee keskeisimmät alansa insinöörisovellukset. Opiskelija pystyy täydentämään ja soveltamaan insinööriosaamistaitojaan tekniikan alueella sekä jatko-opinnoissa että työelämässä käytännön ongelmien ratkaisemisessa.

Sisältö

Sähköiset materiaaliominaisuudet
Sähköiset anturit
Magnetismi
- magneettikenttä, sähköinen ja magneettinen poikkeutus, magneettisuuden selitys, liikkuva varaus, virtajohdin magneettikentässä, tasavirtamoottori, Hall-anturi, massaspektrometri, magneettinen virtausmittaus, magneettinen lähestymisanturi
- aineen magneettiset ominaisuudet (dia-, para- ja ferromagnetismi, hystereesi-ilmiö, magneettisesti kovat ja pehmeät aineet)
- sähkömagneettinen induktio (magneettivuo, Faradayn- ja Lenzin laki, sähkögeneraattori, itseinduktio, magneettikentän energia, keskinäisinduktio, pyörrevirrat, muuntaja)
Värähtelyt
Aallot, mekaaniset ja sähkömagneettiset; ääniaallot, ultraääni, kuuluvuustasot
Lämpöoppi
- lämpöopin perusteet, lämpölaajeneminen, ominaislämpökapasiteetti, latenttilämpö ja faasimuutokset, lämmön siirtyminen, johtuminen, konvektio, lämpösäteily, emissiivisyys, lämpötila-anturit
Kosteus
- höyrynpaine, ilman kosteus, kastepiste, pintajännitys, kosteuden siirtyminen, diffuusio, kapillaarinen veden liike, kosteusanturi, Fickin lait, kuljetusilmiöistä
Optiikkaa
- perusteista, optiset elementit, geometrista optiikkaa, diffraktio,
- optiset kojeet, ominaisuudet, fotometrian perusteet, optisten kojeiden erotuskyky
- optiset kuidut, valon heijastus- ja läpäisymittaus
Atomi- ja kvanttifysiikkaa
- säteily, valosähköinen ilmiö ( fotonit ), luminesenssi, ionisoiva ja ei-ionisoiva säteily
- atomien emissio- ja absorptiospektrit
- röntgen- ja gammasäteily
- spektrofotometri, säteilyn ilmaiseminen, röntgenfluoresenssi, elektronisäteilyn takaisinsironta, ...



-----
- sähkömateriaaliominaisuudet ja sähköiset anturit
- sähkömagnetismisovellukset
- värähtelymittaussovellukset
- ultraäänimittaukset materiaaliominaisuuksien määrityksessä
- suhteellisen kosteuden määritys
- optiset perusmittaukset
- säteilymittaukset

Esitietovaatimukset

Mekaniikka ja Sähköoppi