Fysiikan laboratoriotyötLaajuus (3 op)

Osaamistavoitteet

Opintojakso havainnollistaa ja syventää teoriaopinnoissa käsiteltyjen fysiikan ilmiöiden ymmärrystä. Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa mitata fysiikan suureita ja tietää, miten fysiikan lakeja tutkitaan hallittujen kokeellisten mittausten avulla. Lisäksi opiskelija osaa soveltaa tietokoneavusteisia mittausjärjestelmiä ja tulostenkäsittelymenetelmiä, pystyy arvioimaan mittaustulosten ja niistä laskettujen suureiden tarkkuutta, pätevyysaluetta ja osaa laatia työstä raportin.

Mittausteknisten laitteiden antureiden ja mittausjärjestelmän käytön osaaminen lisääntyy. Fysiikan ilmiöiden tutkiminen reaaliaikaisilla tietokonepohjaisilla tai automaattisilla järjestelmillä syventää ilmiöistä saatavaa informaatiota. Kokeellisen mittausinformaation raportointia opitaan. Virheen arviointi ja tulosten luotettavuus opitaan tekemään.

Sisältö

Sisältö (ydinaines ja -osaaminen)
Erilaisissa kokeellisissa projekteissa mittauksen kohteena olevien ilmiöiden dynaamisia ja staattisia ominaisuuksia määritetään ja analysoidaan. Erilaisia sähköisen signaalin tuottavia anturisovelluksia yhdessä tietokonepohjaisen mittausjärjestelmän kanssa pyritään käyttämään laboratorioprojekteissa. Kokeellisen ilmiön muutosilmiöitä voidaan seurata ja analysoida reaaliaikaisesti tietokonesovelluksen graafisen käyttäjäliittymän välityksellä. Käytössä on ns. vuorovaikutteinen ja avoin reaaliaikaista mittausinformaatiovirtaa analysoivat työkalut.

Sisältö (täydentävä ja erityisosaaminen)
Anturien kalibrointi, tarkkuus ja tietokonepohjainen mittajärjestelmä
Jousivakio, jousivärähtelyt ja maan vetovoiman kiihtyvyys
Elastinen vakio erilaisille materiaaleille
Kitkavakioiden mittaus kiihtyvyys- ja voima-antureilla
Harmoninen liike
Dynaaminen rata
Hissin ja ihmisen liikkeen dynamiikka
Kalorimetrisia mittauksia
Pintajännityksen määritys
Kondensaattori ja väliaineen permittiivisyys
RC-piirit tai diodien ominaisuudet
Optinen linkki ja optoelektroniikan komponentit
Sähkömagneettinen induktio
Termistorien ja Platinavastusanturin lämpötilariippuvuus
Fourier syntetisaattori
Elektronin varauksen suhde sen massaan
Ultraäänimittauksia piin eri kidesuunnissa ja metalleissa
Spektrometri, hila, prisma ja taitekerroin
Radioaktiivisen säteilyn absorptio
Mekaaniset värähtelyt mikroelektromekaanisella kiihtyvyysanturilla
Ääniaallot ja äänisignaalin analysointi
Germanium puolijohteen johtavuus- ja valenssivyön välisen energia-aukon mittaus
Planckin vakion määritys valosähköisen ilmiön avulla