Extensive Mathematics and Physics I: Dynamic PhenomenaLaajuus (5 cr)
Code: TX00CR98
Credits
5 op
Objective
A student obtains a general view on modern physics and its effect on technical applications. (S)he also learns to master more advanced mathematics. A student with a successful completion of the course obtains knowledge that may help her/him to apply for master programs.
On completion of this course the student:
• understands the history of the scientific development of matter and energy
• has the big picture of the mathematical topics belonging to the course and having highly important role in engineering sciences
• can explain the basic phenomena of modern physics (quantum physics) and understands their effect on modern technological applications and the functioning of technical devices
• is able to analyze and solve essential physical problems
• masters the software used in the course
• understands the contents of related scientific and technical articles
Content
• Complex numbers
• Differential equations and their use in modelling of phenomena
• Functions of several variables, vectors and matrices
• Quantum physics and its impact on physical models of matter and energy
• Quantum physics in development of modern technology
Prerequisites
A student who masters the basics of classical physics (mechanics, electricity and magnetism, and wave motion) and has good mathematical basic skills, benefits most of this course.
Assessment criteria, satisfactory (1)
The student:
• understands the basic phenomena of modern physics (quantum physics)
• is able to solve basic mathematical problems of the course
• can explain and present mathematical solutions of physical problems practiced in the course
Assessment criteria, good (3)
In addition to satisfactory criteria, the student:
• is able to analyze the functioning of modern technological applications and the relationships between the physical laws and the mathematical methods related to the applications
• is able to apply learned mathematical methods
Assessment criteria, excellent (5)
In addition to the good criteria, the student:
• has an excellent understanding of the studied physical phenomena and their applications
• masters excellently the mathematical methods of the course
• can apply his/her acquired knowledge and methods in various situations
• understands scientific and technical articles of the subjects studied in the course
Assessment criteria, approved/failed
The student:
• understands the basic phenomena of modern physics (quantum physics)
• is able to solve basic mathematical problems of the course
• can explain and present mathematical solutions of physical problems practiced in the course
Enrollment
18.12.2023 - 14.01.2024
Timing
15.01.2024 - 17.03.2024
Number of ECTS credits allocated
5 op
Mode of delivery
Contact teaching
Unit
School of ICT
Campus
Karaportti 2
Teaching languages
- English
Seats
15 - 35
Degree programmes
- Degree Programme in Information Technology
- Information and Communication Technology
Teachers
- Berit Mannfors
- Juha Koljonen
Groups
-
LUMAExtensive Mathematics and Physics study module
Objective
Kurssi antaa hyvän kokonaiskuvan modernista fysiikasta ja sen merkityksestä tekniikan sovellusten kehittymisessä sekä laajentaa osallistujien matematiikan osaamista. Kurssilla menestynyt opiskelija saavuttaa tietämystä, joka voi auttaa maisteriohjelmiin pyrkimistä.
Suoritettuaan tämän opintojakson opiskelija:
• pystyy hahmottamaan aineen ja energian luonnontieteellisen kehityshistorian
• on saanut kokonaiskuvan kurssiin kuuluvista insinööritieteiden kannalta merkittävistä matematiikan osa-alueista ja matemaattisista menetelmistä
• osaa selittää modernin fysiikan (kvanttifysiikan) perusilmiöt ja ymmärtää niiden merkityksen nykyaikaisissa sovelluskohteissa ja teknisten laitteiden toiminnassa
• kykenee analysoimaan ja ratkaisemaan opintojakson fysiikkaan liittyviä ongelmia matemaattisesti
• hallitsee opintojaksolla käytettävät tietokoneohjelmat
• ymmärtää fysiikan ja matematiikan sovelluksiin liittyviä tieteellisiä ja teknisiä artikkeleja
Content
• Kompleksiluvut
• Differentiaaliyhtälöt ja niiden käyttö ilmiöiden mallintamisessa
• Usean muuttujan funktiot, vektorit ja matriisit
• Kvanttifysiikka ja sen merkitys aineen ja energian fysikaalisiin malleihin
• Kvanttifysiikan merkitys teknologian kehittymisessä
Evaluation scale
0-5
Assessment criteria, satisfactory (1)
Opiskelija:
• ymmärtää modernin fysiikan (kvanttifysiikan) perusilmiöt
• osaa ratkaista opintojakson matematiikkaan liittyviä perustehtäviä
• osaa selittää ja esittää opintojaksolla työstettyjen fysikaalisten ongelmien matemaattisia ratkaisuja
Assessment criteria, good (3)
Lisäksi opiskelija:
• osaa analysoida modernin fysiikan teknisten sovellusten toimintaa ja tähän liittyvien fysikaalisten lainalaisuuksien ja matemaattisten menetelmien keskinäisiä yhteyksiä
• osaa soveltaa oppimiaan matemaattisia menetelmiä
Assessment criteria, excellent (5)
Hyvien tietojen lisäksi opiskelija:
• ymmärtää erinomaisesti opintojaksolla tarkasteltuja fysikaalisia ilmiöitä ja niiden sovelluksia
• hallitsee erinomaisesti opintojakson matemaattiset menetelmät
• osaa soveltaa saavuttamaansa tietämystä ja oppimiaan menetelmiä erilaisiin tilanteisiin
• ymmärtää kurssin aihepiiriin liittyviä tieteellisiä ja teknisiä artikkeleja
Assessment criteria, approved/failed
Opiskelija:
• ymmärtää modernin fysiikan (kvanttifysiikan) perusilmiöt
• osaa ratkaista opintojakson matematiikkaan liittyviä perustehtäviä
• osaa selittää ja esittää opintojaksolla työstettyjen fysikaalisten ongelmien matemaattisia ratkaisuja
Prerequisites
Kurssista hyötyvät eniten opiskelijat, jotka hallitsevat klassisen fysiikan (mekaniikka, sähköoppi ja magnetismi, aaltoliikeoppi) perusteet sekä omaavat hyvät matemaattiset perustaidot.
Enrollment
28.11.2022 - 08.01.2023
Timing
09.01.2023 - 12.03.2023
Number of ECTS credits allocated
5 op
Mode of delivery
Contact teaching
Unit
School of ICT
Campus
Karaportti 2
Teaching languages
- English
Seats
0 - 40
Degree programmes
- Degree Programme in Information Technology
- Information and Communication Technology
Teachers
- Berit Mannfors
- Juha Koljonen
Groups
-
LUMAExtensive Mathematics and Physics study module
Objective
Kurssi antaa hyvän kokonaiskuvan modernista fysiikasta ja sen merkityksestä tekniikan sovellusten kehittymisessä sekä laajentaa osallistujien matematiikan osaamista. Kurssilla menestynyt opiskelija saavuttaa tietämystä, joka voi auttaa maisteriohjelmiin pyrkimistä.
Suoritettuaan tämän opintojakson opiskelija:
• pystyy hahmottamaan aineen ja energian luonnontieteellisen kehityshistorian
• on saanut kokonaiskuvan kurssiin kuuluvista insinööritieteiden kannalta merkittävistä matematiikan osa-alueista ja matemaattisista menetelmistä
• osaa selittää modernin fysiikan (kvanttifysiikan) perusilmiöt ja ymmärtää niiden merkityksen nykyaikaisissa sovelluskohteissa ja teknisten laitteiden toiminnassa
• kykenee analysoimaan ja ratkaisemaan opintojakson fysiikkaan liittyviä ongelmia matemaattisesti
• hallitsee opintojaksolla käytettävät tietokoneohjelmat
• ymmärtää fysiikan ja matematiikan sovelluksiin liittyviä tieteellisiä ja teknisiä artikkeleja
Content
• Kompleksiluvut
• Differentiaaliyhtälöt ja niiden käyttö ilmiöiden mallintamisessa
• Usean muuttujan funktiot, vektorit ja matriisit
• Kvanttifysiikka ja sen merkitys aineen ja energian fysikaalisiin malleihin
• Kvanttifysiikan merkitys teknologian kehittymisessä
Evaluation scale
0-5
Assessment criteria, satisfactory (1)
Opiskelija:
• ymmärtää modernin fysiikan (kvanttifysiikan) perusilmiöt
• osaa ratkaista opintojakson matematiikkaan liittyviä perustehtäviä
• osaa selittää ja esittää opintojaksolla työstettyjen fysikaalisten ongelmien matemaattisia ratkaisuja
Assessment criteria, good (3)
Lisäksi opiskelija:
• osaa analysoida modernin fysiikan teknisten sovellusten toimintaa ja tähän liittyvien fysikaalisten lainalaisuuksien ja matemaattisten menetelmien keskinäisiä yhteyksiä
• osaa soveltaa oppimiaan matemaattisia menetelmiä
Assessment criteria, excellent (5)
Hyvien tietojen lisäksi opiskelija:
• ymmärtää erinomaisesti opintojaksolla tarkasteltuja fysikaalisia ilmiöitä ja niiden sovelluksia
• hallitsee erinomaisesti opintojakson matemaattiset menetelmät
• osaa soveltaa saavuttamaansa tietämystä ja oppimiaan menetelmiä erilaisiin tilanteisiin
• ymmärtää kurssin aihepiiriin liittyviä tieteellisiä ja teknisiä artikkeleja
Assessment criteria, approved/failed
Opiskelija:
• ymmärtää modernin fysiikan (kvanttifysiikan) perusilmiöt
• osaa ratkaista opintojakson matematiikkaan liittyviä perustehtäviä
• osaa selittää ja esittää opintojaksolla työstettyjen fysikaalisten ongelmien matemaattisia ratkaisuja
Prerequisites
Kurssista hyötyvät eniten opiskelijat, jotka hallitsevat klassisen fysiikan (mekaniikka, sähköoppi ja magnetismi, aaltoliikeoppi) perusteet sekä omaavat hyvät matemaattiset perustaidot.
Enrollment
20.12.2021 - 09.01.2022
Timing
10.01.2022 - 13.03.2022
Number of ECTS credits allocated
5 op
Mode of delivery
Contact teaching
Unit
School of ICT
Campus
Karaportti 2
Teaching languages
- English
Seats
20 - 40
Degree programmes
- Information and Communication Technology
- Degree Programme in Information Technology
Teachers
- Ari Koistinen
- Berit Mannfors
Groups
-
LUMAExtensive Mathematics and Physics study module
Objective
Kurssi antaa hyvän kokonaiskuvan modernista fysiikasta ja sen merkityksestä tekniikan sovellusten kehittymisessä sekä laajentaa osallistujien matematiikan osaamista. Kurssilla menestynyt opiskelija saavuttaa tietämystä, joka voi auttaa maisteriohjelmiin pyrkimistä.
Suoritettuaan tämän opintojakson opiskelija:
• pystyy hahmottamaan aineen ja energian luonnontieteellisen kehityshistorian
• on saanut kokonaiskuvan kurssiin kuuluvista insinööritieteiden kannalta merkittävistä matematiikan osa-alueista ja matemaattisista menetelmistä
• osaa selittää modernin fysiikan (kvanttifysiikan) perusilmiöt ja ymmärtää niiden merkityksen nykyaikaisissa sovelluskohteissa ja teknisten laitteiden toiminnassa
• kykenee analysoimaan ja ratkaisemaan opintojakson fysiikkaan liittyviä ongelmia matemaattisesti
• hallitsee opintojaksolla käytettävät tietokoneohjelmat
• ymmärtää fysiikan ja matematiikan sovelluksiin liittyviä tieteellisiä ja teknisiä artikkeleja
Content
• Kompleksiluvut
• Differentiaaliyhtälöt ja niiden käyttö ilmiöiden mallintamisessa
• Usean muuttujan funktiot, vektorit ja matriisit
• Kvanttifysiikka ja sen merkitys aineen ja energian fysikaalisiin malleihin
• Kvanttifysiikan merkitys teknologian kehittymisessä
Evaluation scale
0-5
Assessment criteria, satisfactory (1)
Opiskelija:
• ymmärtää modernin fysiikan (kvanttifysiikan) perusilmiöt
• osaa ratkaista opintojakson matematiikkaan liittyviä perustehtäviä
• osaa selittää ja esittää opintojaksolla työstettyjen fysikaalisten ongelmien matemaattisia ratkaisuja
Assessment criteria, good (3)
Lisäksi opiskelija:
• osaa analysoida modernin fysiikan teknisten sovellusten toimintaa ja tähän liittyvien fysikaalisten lainalaisuuksien ja matemaattisten menetelmien keskinäisiä yhteyksiä
• osaa soveltaa oppimiaan matemaattisia menetelmiä
Assessment criteria, excellent (5)
Hyvien tietojen lisäksi opiskelija:
• ymmärtää erinomaisesti opintojaksolla tarkasteltuja fysikaalisia ilmiöitä ja niiden sovelluksia
• hallitsee erinomaisesti opintojakson matemaattiset menetelmät
• osaa soveltaa saavuttamaansa tietämystä ja oppimiaan menetelmiä erilaisiin tilanteisiin
• ymmärtää kurssin aihepiiriin liittyviä tieteellisiä ja teknisiä artikkeleja
Assessment criteria, approved/failed
Opiskelija:
• ymmärtää modernin fysiikan (kvanttifysiikan) perusilmiöt
• osaa ratkaista opintojakson matematiikkaan liittyviä perustehtäviä
• osaa selittää ja esittää opintojaksolla työstettyjen fysikaalisten ongelmien matemaattisia ratkaisuja
Prerequisites
Kurssista hyötyvät eniten opiskelijat, jotka hallitsevat klassisen fysiikan (mekaniikka, sähköoppi ja magnetismi, aaltoliikeoppi) perusteet sekä omaavat hyvät matemaattiset perustaidot.