Laaja matematiikka ja fysiikka III: Mallinnus ja simulointi (5 op)

Tavoitteet

Kurssilla opitaan erilaisten ilmiöiden mallintamista ja simulointia sekä niihin liittyviä laskennallisia menetelmiä ja tietokoneohjelmia, hyödyntäen myös samaan kokonaisuuteen kuuluvilla aiemmilla kursseilla opittuja tietoja ja taitoja. Opintojaksolla perehdytään myös suhteellisuusteoriaan. Kurssilla menestynyt opiskelija saavuttaa tietämystä, joka voi auttaa maisteriohjelmiin pyrkimistä.

Mahdollisuuksien mukaan kurssin aikana järjestetään vierailu johonkin yritykseen tai tutkimusorganisaatioon. Kurssille pyritään löytämään vierailevia luennoitsijoita.

Suoritettuaan tämän opintokokonaisuuden opiskelija:
• pystyy mallintamaan erilaisia ilmiöitä ja niihin vaikuttavia tekijöitä
• on saanut kokonaiskuvan tavallisimmista mallintamisessa ja simuloinnissa käytettävistä menetelmistä
• hallitsee opintojaksolla käytettävät tietokoneohjelmat
• ymmärtää suhteellisuusteorian perusilmiöt
• ymmärtää mallintamiseen ja simulointiin liittyviä tieteellisiä ja teknisiä artikkeleja

Sisältö

• Yleisiä mallinnuksen ja simuloinnin periaatteita ja peruskäsitteitä
• Optimointimenetelmiä
• Suhteellisuusteoriaa

Arviointiasteikko

0-5

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Opiskelija:
• ymmärtää suhteellisuusteorian ja nanofysiikan perusilmiöitä
• osaa ratkaista perusoptimointitehtäviä

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Lisäksi opiskelija:
• ymmärtää suhtellisuusteorian merkityksen luonnontieteisiin ja informaation siirtoon sekä osaa analysoida tähän liittyvien fysikaalisten lainalaisuuksien ja matemaattisten menetelmien keskinäisiä yhteyksiä
• osaa ratkaista yksinkertaisia mallinnusongelmia.

Arviointikriteerit, kiitettävä (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

Arviointikriteeri, hyväksytty/hylätty

Opiskelija:
• ymmärtää suhteellisuusteorian perusilmiöt
• osaa ratkaista perustason optimointitehtäviä

Esitietovaatimukset

Kurssien Laaja matematiikka I-II sisällöt tai vastaavat tiedot.

Osaamistavoitteet

Kurssilla opitaan erilaisten ilmiöiden mallintamista ja simulointia sekä niihin liittyviä laskennallisia menetelmiä ja tietokoneohjelmia, hyödyntäen myös samaan kokonaisuuteen kuuluvilla aiemmilla kursseilla opittuja tietoja ja taitoja. Opintojaksolla perehdytään myös suhteellisuusteoriaan. Kurssilla menestynyt opiskelija saavuttaa tietämystä, joka voi auttaa maisteriohjelmiin pyrkimistä.

Mahdollisuuksien mukaan kurssin aikana järjestetään vierailu johonkin yritykseen tai tutkimusorganisaatioon. Kurssille pyritään löytämään vierailevia luennoitsijoita.

Suoritettuaan tämän opintokokonaisuuden opiskelija:
• pystyy mallintamaan erilaisia ilmiöitä ja niihin vaikuttavia tekijöitä
• on saanut kokonaiskuvan tavallisimmista mallintamisessa ja simuloinnissa käytettävistä menetelmistä
• hallitsee opintojaksolla käytettävät tietokoneohjelmat
• ymmärtää suhteellisuusteorian perusilmiöt
• ymmärtää mallintamiseen ja simulointiin liittyviä tieteellisiä ja teknisiä artikkeleja

Sisältö

• Yleisiä mallinnuksen ja simuloinnin periaatteita ja peruskäsitteitä
• Optimointimenetelmiä
• Suhteellisuusteoriaa

Esitietovaatimukset

Kurssien Laaja matematiikka I-II sisällöt tai vastaavat tiedot.