FYSIIKKA Joensuun kampus Opinto-opas

Transkriptio

1 FYSIIKKA Joensuun kampus Opinto-opas Fysiikan opintojen erikoistumisalat Joensuussa ovat fotoniikka ja fysiikan alan opettajankoulutus. Perus- ja aineopinnoissa annetaan kuitenkin aina erikoistumisalasta riippumatta laaja yleiskuva fysikaalisesta maailmankaikkeudesta ja sitä kuvaavista lainalaisuuksista. Syventävissä opinnoissa opiskelija voi erikoistua joko vahvaan tutkimukseen perustuvaan fotoniikkaan tai painottaa opintonsa aineen opettajan ammattiin johtaviin opintoihin. Fysiikka on luonnon ja luonnonlakien tutkimista ja ymmärtämistä, perustiede, johon nykyihmisen maailmankuva perustuu. Fysiikan perusteiden opiskelu antaa jo vastauksen mm. seuraaviin arkipäiväisiin kysymyksiin: miten pilvet syntyvät ja miksi ne ovat valkoisia mutta taivas on sininen, onko mahdollista suorittaa veretön leikkaus koskettamatta ihoa tai kuinka auringon säteilystä voidaan tuottaa suoraan sähköä. Peruskursseilla opitaan mitä ovat mustat aukot, pimeä aine ja energia ja kuinka maailmankaikkeudelle, puhumattakaan näkemästämme "maailman osasta", lopulta ehkä voi käydä. Kokeellisena ja tarkkana tieteenä fysiikka on monen nykyaikaisen kokeellisen, teoreettisen ja laskennallisen menetelmän perusta eri tekniikan aloilla. Laitoksen tutkimukselle onkin ominaista eri menetelmien asiantuntijoiden tiivis yhteistyö, jonka tuloksena on syntynyt ja syntyy edelleen uusia menetelmäsovelluksia etenkin ihmisen, luonnon ja niiden vuorovaikutuksen ymmärtämiseksi. Lisäksi fysiikan kuvaaminen matematiikan kielellä (eksaktille tieteelle ainoa mahdollinen esitystapa) antaa edelleen lähes rajattomat mahdollisuudet laajentaa fysiikan sovellusaluetta lähes kaikille ihmisen elämää helpottaville teknisille innovaatioille. Fyysikon koulutuksessa opitaan korkeatasoisen kansainvälisen tutkimuksen tuella tietoja ja taitoja, joille on kysyntää useilla eri aloilla sekä tutkimuslaitoksissa että yritysmaailmassa ympäri maailman. Fyysikot toimivat tyypillisesti erilaisissa suunnittelu-, konsultti- ja tuotekehitystehtävissä, sekä tutkimusinsinööreinä, kouluttajina, tutkijoina ja yleisesti esimiestehtävissä. Yleisesti ottaen fyysikoiden työllisyysnäkymät ovat erinomaiset. Myös fysiikanopettajien työllisyysnäkymät ovat erittäin hyvät, sillä selvitysten mukaan suuri osa nyt työssä olevista opettajista jää eläkkeelle lähivuosina, eikä uusia valmistu riittävästi. Laitoksemme laaja-alainen didaktisen fysiikan tutkimukseen perustuva opettajankoulutus takaa valmistuville opettajille erinomaiset mahdollisuudet työllistyä erilaisten koulujen ja oppilaitosten opettajien tehtäviin. TUTKINTOJEN OSAAMISTAVOITTEET Luonnontieteiden kandidaatin tutkinto (180 op) Fysiikka, fysiikan aineenopettajan koulutusohjelma, fysiikan aineenopettajan ja luokanopettajan koulutusohjelma Luonnontieteiden kandidaatin tutkinnon suoritettuaan opiskelija hallitsee kattavasti fysiikan eri osa-alueiden tietoa ja kokeellisen työskentelyn taitoja. Opiskelijalla on valmiudet tieteelliseen ajatteluun ja hänellä on riittävät kieli- ja viestintätaidot sekä hyvät edellytykset ylemmän

2 korkeakoulututkinnon suorittamiseen. Koulutus perustuu tutkimukseen ja koulutusalojen ammatillisiin käytänteisiin. Fysiikan aineenopettajankoulutusohjelman opiskelijat suorittavat pääaineen ja toisen opetettavan aineen lisäksi aineenopettajan pedagogisten opintojen perusopinnot. Aineenopettajaopiskelijalla on pedagogisten tietojen ja taitojen perustuntemus, ja hän osaa keskustella opettajan työhön liittyvistä yleisluontoisista kysymyksistä. Fysiikan aineenopettajan ja luokanopettajan koulutusohjelmassa olevat opiskelijat voivat valita sivuaineeksi perusopetuksessa opetettavien aineiden ja aihekokonaisuuksien opinnot. Ylemmän tutkinnon suoritettuaan tämä kokonaisuus yhdessä aineenopettajan pedagogisten opintojen kanssa antaa opiskelijalle luokanopettajan kelpoisuuden. Bachelor of Science (180 ECTS) Physics, Physics Teacher Education Programme, Physics Teacher and Primary School Teacher Education Programme Bacheror s degree in science gives a student knowledge of different domains of physics and basic skills of practical work. A student has readiness for scientific thinking and sufficient language and communication skills. These elements together offer a student a good foundation for the studies of the Master s degree. The education is based on the research and professional practices of the field. Studies in the Physics Teacher Programme consist of courses in major and minor subject and the Basic Studies of Subject Teacher s Pedagogical Studies. A student has basic knowledge of pedagogics and s/he is able to discuss general questions concerning physics teacher s work. Studies in the Physics teacher and primary school teacher programme can include the Integrated Studies of Subjects and Themes in Basic Education. After Master s degree and the Subject Teacher s Pedagogical Studies, this entity gives the qualification of a primary school teacher. Filosofian maisterin tutkinto (120 op) Fysiikan aineenopettajan koulutusohjelma, fysiikan aineenopettajan ja luokanopettajan koulutusohjelma Filosofian maisterin tutkinto antaa fysiikan aineenopettajaksi opiskelevalle hyvät tiedot ja taidot fysiikassa ja hyvät viestintä- ja kielitaidot. Aineenopettajan pedagogiset opinnot yhdessä muiden tutkintoon kuuluvien opintojen kanssa antavat kelpoisuuden opettaa peruskoulussa ja lukiossa. Koulutus perustuu korkeatasoiseen didaktisen fysiikan tutkimukseen. Filosofian maisterin tutkinto antaa valmiudet opettajan tieteelliseen jatkokoulutukseen. Filosofian maisterin tutkinnon suoritettuaan opiskelija osaa toimia fysiikanopettajana eri kouluasteilla. Hän on fysiikan ja opetuksen asiantuntija ja pystyy työskentelemään erilaisissa fysiikan opetuksen alan tehtävissä yhteiskunnassa. Opiskelija osaa soveltaa, analysoida, arvioida ja luoda fysiikan ja sen oppimisen tietoa työssään. Opiskelija osaa hyödyntää fysiikan opetukseen ja oppimiseen liittyvää tutkimusta ja toimia erilaisissa oppimisympäristöissä vuorovaikutteisesti. Fysiikan aineenopettajan ja luokanopettajan koulutusohjelman suorittaneet opiskelijat ovat sisällyttäneet opintoihinsa perusopetuksessa opetettavien aineiden ja aihekokonaisuuksien

3 opinnot. Ylemmän tutkinnon suoritettuaan kyseinen kokonaisuus yhdessä aineenopettajan pedagogisten opintojen kanssa antaa opiskelijalle luokanopettajan kelpoisuuden. Master of Science (120 ECTS) Physics Teacher Education Programme, Physics Teacher and Primary School Teacher Education Programme Master s degree in science gives a student extensive knowledge of different domains of physics and good skills of practical work. A student has good language and communication skills. The Subject Teacher s Pedagogical Studies together with the other studies included in the degree give the qualification to teach in secondary and upper secondary school. The education is based on high-level research in didactical physics. The Master s degree offers a foundation for teacher s postgraduate studies. After the Master s degree a student can teach physics at different school levels. S/he is an expert in physics and in the teaching of physics and competent to work in different professions the field of physics education in the society. A student can apply, analyse, evaluate and create knowledge of physics and teaching of physics in her/his work. S/he is able to exploit the research results of physics education in her/his work and work interactively in different kinds of learning environments. Studies in Physics teacher and Primary School Teacher Programme include the Integrated Studies of Subjects and Themes in Basic Education. Together with the Subject Teacher s Pedagogical Studies it gives the qualification of a primary school teacher. Filosofian maisterin tutkinto (120 op), fysiikka Filosofian maisterin tutkinnon (pääaine fysiikka) tavoitteena on antaa opiskelijalle hyvä tietämys modernista optiikasta ja fotoniikasta sekä teoreettisella että kokeellisella tasolla. Tämä tarkoittaa kykyä ymmärtää optisia ilmiöitä, optisten systeemien suunnittelu- ja analysointimenetelmiä, sekä valonkulkua ohjaavien rakenteiden valmistusmenetelmiä ja kykyä osallistua oman alansa tieteelliseen viestintään. Nämä taidot yhdessä antavat valmiudet työskennellä fotoniikan alan yrityksissä asiantuntija- ja suunnittelutehtävissä ja ne antavat myös valmiudet fotoniikan alan jatko-opintoihin. Opetus perustuu laitoksella toteutettavaan korkeatasoiseen fotoniikan tutkimukseen. Master of Science (120 ECTS), Physics The objective of Master s degree (in physics) is to give students good expertise on modern optics and photonics in both theoretical and experimental level. This contains ability to understand optical phenomena, design and analysis of optical systems, fabrication methods of photonics structures, and ability to scientific and technical communication in photonics. This all gives capability to work in photonics related companies as an expert and developer, and to continue to PhD studies in photonics. The education is based on high-quality photonics research in the department. TUTKINTORAKENTEET JA OPINTOJEN OHJEELLINEN AJOITTUMINEN

4 Taulukoissa ensisijaisesti suositeltavat suoritusajat on merkitty rastilla (x) ja vaihtoehtoiset suoritusajat ympyrällä (o). Luonnontieteiden kandidaatin tutkinto (180 op) fysiikan aineenopettajan koulutus Tutkinnon rakenne ja opintojen ohjeellinen ajoittuminen kandidaatti maisteri koodi nimi s k s k s k s k s k Yleisopinnot 4 op Yliopisto-opinnot käyntiin 1 op x Kandidaatintutkinnon HOPS 1 op x Johdantokurssi luonnontieteisiin ja matematiikkaan 1 op x Fysiikan tiedonhaku 1 op x Kieli- ja viestintäopinnot 9 op Ruotsia matematiikan ja fysiikan opiskelijoille, kirjallinen ja suullinen taito 3 op o o English Academic Reading Skills for Mathematics, Physics and Chemistry 2 op o o Kirjoitusviestintää matematiikan, fysiikan, kemian ja tietojenkäsittelytieteen opiskelijoille 2 op o o Puheviestintää luonnontieteiden ja metsätieteiden opiskelijoille 2 op o o Fysiikan perusopinnot 25 op Fysiikan peruskurssi I 5 op x Fysiikan peruskurssi II 4 op x Fysiikan peruskurssi III 5 op x Fysiikan peruskurssi IV 5 op x Fysiikan perustyöt 6 op o o Fysiikan perus- ja aineopinnot opettajille 70 op Fysiikan perusopinnot 25 op x x Fysiikan matemaattiset menetelmät 4 op x Mekaniikka 4 op x Termofysiikka 4 op x Sähkömagnetismi 4 op x Fotoniikka 4 op x Kvantti- ja atomifysiikka 4 op x Aineopintojen laboratoriotyöt I 5 op x x Laboratoriotyöskentelyn perusteet opettajille 2 op x Kokeellisen koulufysiikan kurssi 4 op x LuK-seminaari x Fysiikan kandidaatintutkielma 10 op o o Fysiikan kandidaatintutkielman kypsyysnäyte 0 op o o Opettajan pedagogiset opinnot 25 op sivuaineopintoina Oppimisen ja kehityksen perusteet 5 op x Orientaatio opettajuuteen 2 op x Orientoiva harjoittelu (H1) 3 op x Oppiminen ja pedagoginen tuki 5 op x Yhteisöllisen oppimisprosessin perusteet 3 op x Opetuksen perusteiden harjoittelu (H2) 7 op x

5 Kurssi Laboratoriotyöskentelyn perusteet opettajille edellytetään suoritetuksi ennen Kokeellisen koulufysiikan kurssia. Sivuaineopinnot: Sivuaineopintoina on suoritettava toisen opetettavan aineen perusopinnot (25 op) sekä opettajan pedagogisia opintoja 25 opintopistettä. Suositeltavia sivuaineita ovat matematiikka, kemia ja tietojenkäsittelytiede. Sivuaineopintoihin voi kuulua myös rehtorin pätevyyden antava opetushallinnon opintokokonaisuus. Vapaasti valittavia opintoja suoritetaan siten, että tutkinnon kokonaislaajuudeksi tulee vähintään 180 opintopistettä. Luonnontieteiden kandidaatin tutkinto (180 op) fysiikan aineenopettajan ja luokanopettajan koulutus Tutkinnon rakenne ja opintojen ohjeellinen ajoittuminen kandidaatti maisteri koodi nimi s k s k s k s k s k Yleisopinnot 4 op Yliopisto-opinnot käyntiin 1 op x Kandidaatintutkinnon HOPS 1 op x Johdantokurssi luonnontieteisiin ja matematiikkaan 1 op x Fysiikan tiedonhaku 1 op x Kieli- ja viestintäopinnot 9 op Ruotsia matematiikan ja fysiikan opiskelijoille, kirjallinen ja suullinen taito 3 op o o English Academic Reading Skills for Mathematics, Physics and Chemistry 2 op o o Kirjoitusviestintää matematiikan, fysiikan, kemian ja tietojenkäsittelytieteen opiskelijoille 2 op o o Puheviestintää luonnontieteiden ja metsätieteiden opiskelijoille 2 op o o Fysiikan perusopinnot 25 op Fysiikan peruskurssi I 5 op x Fysiikan peruskurssi II 4 op x Fysiikan peruskurssi III 5 op x Fysiikan peruskurssi IV 5 op x Fysiikan perustyöt 6 op o o Fysiikan perus- ja aineopinnot opettajille 70 op Fysiikan perusopinnot 25 op x x Fysiikan matemaattiset menetelmät 4 op x Mekaniikka 4 op x Termofysiikka 4 op x Sähkömagnetismi 4 op x Fotoniikka 4 op x Kvantti- ja atomifysiikka 4 op x Aineopintojen laboratoriotyöt I 5 op x x Laboratoriotyöskentelyn perusteet opettajille 2 op x Kokeellisen koulufysiikan kurssi 4 op x LuK-seminaari x Fysiikan kandidaatintutkielma 10 op o o Fysiikan kandidaatintutkielman kypsyysnäyte 0 op o o Opettajan pedagogiset opinnot 25 op sivuaineopintoina Oppimisen ja kehityksen perusteet 5 op x

6 Orientaatio opettajuuteen 2 op x Orientoiva harjoittelu (H1) 3 op x Oppiminen ja pedagoginen tuki 5 op x Yhteisöllisen oppimisprosessin perusteet 3 op x Opetuksen perusteiden harjoittelu (H2) 7 op x Luokanopettajan monialaiset opinnot 25 op sivuaineopintoina Tekstitaidot ja kielitieto 5 op x Tutkiva oppiminen luonnontieteiden opetuksessa ja x a oppimisessa, osa 1 3,5 op Tutkiva oppiminen luonnontieteiden opetuksessa ja x b oppimisessa, osa 2 1,5 op Kirjallisuuskasvatus 5 op x Taito- ja taideaineiden pedagogiikan perusteet 1 5 op x Katsomusaineen pedagogiikan perusteet + soveltava o draama op x Kurssi Laboratoriotyöskentelyn perusteet opettajille edellytetään suoritetuksi ennen Kokeellisen koulufysiikan kurssia. Sivuaineopinnot: Sivuaineopintoina on suoritettava opettajan pedagogisia opintoja 25 opintopistettä. Sivuaineopintoihin suositellaan sisällytettäväksi joko 25 tai 60 op luokanopettajan monialaisia opintoja sekä toisen opetettavan aineen opintoja (suositeltavia ovat matematiikka tai kemia). Muita vapaasti valittavia opintoja suoritetaan siten, että tutkinnon kokonaislaajuudeksi tulee vähintään 180 opintopistettä. Sivuaineopintoihin voi kuulua myös rehtorin pätevyyden antava opetushallinnon opintokokonaisuus. Luonnontieteiden kandidaatin tutkinto (180 op), fysiikka Tutkinnon rakenne ja opintojen ohjeellinen ajoittuminen kandidaatti maisteri koodi nimi s k s k s k s k s k Yleisopinnot 4 op Yliopisto-opinnot käyntiin 1 op x Kandidaatintutkinnon HOPS 1 op x Johdantokurssi luonnontieteisiin ja matematiikkaan 1 op x Fysiikan tiedonhaku 1 op x Kieli- ja viestintäopinnot 9 op Ruotsia matematiikan ja fysiikan opiskelijoille, kirjallinen ja suullinen taito 3 op o o English Academic Reading Skills for Mathematics, Physics and Chemistry 2 op o o Kirjoitusviestintää matematiikan, fysiikan, kemian ja tietojenkäsittelytieteen opiskelijoille 2 op o o Puheviestintää luonnontieteiden ja metsätieteiden opiskelijoille 2 op o o Matematiikan opinnot 8 op Differentiaalilaskenta 4 op x o o Integraalilaskenta 4 op x o o *) Differentiaali- ja integraalilaskennan propedeuttinen kurssi 8 op x o o Kemian opinnot 6 op Kemian perusteet (6 op) x o o Fysiikan perusopinnot 25 op Fysiikan peruskurssi I 5 op x

7 Fysiikan peruskurssi II 4 op x Fysiikan peruskurssi III 5 op x Fysiikan peruskurssi IV 5 op x Fysiikan perustyöt 6 op o o Fysiikan perus- ja aineopinnot 80 op Fysiikan perusopinnot 25 op x x Fysiikan matemaattiset menetelmät 4 op Mekaniikka 4 op x Termofysiikka 4 op x Sähkömagnetismi 4 op x Fotoniikka 4 op x Kvantti- ja atomifysiikka 4 op x Aineopintojen laboratoriotyöt I 5 op x x Aineopintojen laboratoriotyöt II 6 op x x LuK-seminaari x Fysiikan kandidaatintutkielma 10 op o o Fysiikan kandidaatintutkielman kypsyysnäyte 0 op o o Valinnaiset aineopinnot 10 op Numeerisen laskennan alkeet 4 op o o o Tähtitieteen perusteet 5 op o o o Signaalinkäsittelyn perusteet 3 op o o o o Säteilyfysiikkaa 2op o o Meteorologian perusteet 4 op **) Verkkokursseja 5 op o o o o o o *) Differentiaali- ja integraalilaskennan propedeuttinen kurssi on vaihtoehtoinen kurssien Differentiaalilaskenta ja Integraalilaskenta kanssa. Sitä ei voi kuitenkaan sisällyttää matematiikan perusopinnot opintokokonaisuuteen. **) Fysiikan aineopintoihin voi sisällyttää vapaavalintaisina opintoina enintään 5 op verkkokursseja fysiikan eri osa-alueilta. Kurssin hyväksymisestä osaksi fysiikan opintoja tulee aina sopia etukäteen vastuuhenkilön (Martti Mäkinen) kanssa. Verkkokurssit voidaan hyväksyä osaksi fysiikan opintoja, jos a) niiden sisältö vastaa vaativuudeltaan vähintään aineopintojen tasoa b) kurssien sisältö ei ole päällekkäinen Joensuun kampuksen fysiikan opetuksen kanssa c) niiden suorittamisesta toimitetaan vastuuhenkilölle luotettava todistus Sivuaineopinnot: Sivuaineopintoina on suoritettava joko yhden sivuaineen perus- ja aineopinnot (25+35 op) tai kahden sivuaineen perusopinnot (25+25 op). Suositeltavia sivuaineita ovat matematiikka, kemia, tietojenkäsittelytiede ja tilastotiede. Vapaasti valittavia opintoja suoritetaan siten, että tutkinnon kokonaislaajuudeksi tulee vähintään 180 opintopistettä. x Opintolinjan vaihto Mikäli opiskelija haluaa vaihtaa luonnontieteiden kandidaatin tutkinnon jälkeen opintolinjaansa fyysikkolinjalta opettajalinjalle, edellytetään häneltä täydentävinä opintoina kurssien Laboratoriotyöskentelyn perusteet opettajille ja Kokeellinen koulufysiikka suorittamista. Opettajalinjalta fyysikkolinjalle siirtyviltä ei edellytetä täydentäviä opintoja. Mikäli opiskelija vaihtaa pääaineensa fysiikkaan tai tulee uutena opiskelijana Itä-Suomen yliopistoon tavoitteenaan suorittaa filosofian maisterin tutkinto fysiikasta, häneltä edellytetään

8 aiemmin suoritetut fysiikan perus- ja aineopinnot tai näitä vastaava opintokokonaisuus; muussa tapauksessa häneltä voidaan edellyttää täydentäviä opintoja. Täydentävistä opinnoista päätetään henkilökohtaista opintosuunnitelmaa laadittaessa. Filosofian maisterin tutkinto (120 op) fysiikan aineenopettajan koulutus Tutkinnon rakenne ja opintojen ohjeellinen ajoittuminen kandidaatti maisteri koodi nimi s k s k s k s k s k Yleisopinnot 1 op Maisterin tutkinnon HOPS 1 op x Kieli- ja viestintäopinnot 2 op Advanced English Academic and Professional Communication for Mathematics, Physics, Chemistry o o and Computer Science 2 op Fysiikan syventävät opinnot opettajille 60 op Fysiikan ymmärtämisen ongelmat 5 op o o Käsitteellisen fysiikan kurssi opettajille 5 op o o Fysiikka rakenteellisena tieteenä 5 op o o Fysiikan historia 5 op o o Valinnaiset syventävät opinnot 4-5 op o o o o Syventävien opintojen mittausmenetelmäkurssi ja syventävät työt 5 op x x Fysiikan pro gradu seminaari 2 op x Alla luetelluista viidestä kurssista tulee valita kaksi kurssia, yhteensä 8-9 op Kvanttifysiikka 4 op o o Fysikaalinen optiikka 4 op o o Materiaalifysiikka 4 op o o SciFest-työpajakokonaisuuden suunnittelu ja toteutus 5 op o o Värioppi 4 op o o Fysiikan pro gradu tutkielma 20 op x x Fysiikan pro gradu tutkielman kypsyysnäyte 0 op o o Opettajan pedagogiset opinnot 35 op sivuaineopintoina Vuorovaikutus oppimis- ja koulutusympäristöissä 5 op o x o Kasvatus kestävään tulevaisuuteen 5 op o x o Kasvatus moninaisuuden kulttuureissa 5 op o x o Tutkiva opettajuus moninaisissa ympäristöissä 3 op x o Tutkiva opettajuus (H3) 7 op x o Opetusalan ammattilaiseksi ja yhteiskunnalliseksi toimijaksi kehittyminen 5 op o x Työelämäharjoittelu (H4) 5 op o x Sivuaineopinnot: Opettajan pedagogisten opintojen täydentäminen 60 opintopisteeseen. Toisen opetettavan aineen opintojen täydentäminen perus- ja aineopinnoiksi (25+35 op). Sivuaineopintoihin voi kuulua myös rehtorin pätevyyden antava opetushallinnon opintokokonaisuus. Vapaasti valittavia opintoja suoritetaan siten, että tutkinnon kokonaislaajuudeksi tulee vähintään 120 opintopistettä. Filosofian maisterin tutkinto (120 op) fysiikan aineenopettajan ja luokanopettajan koulutus

9 Tutkinnon rakenne ja opintojen ohjeellinen ajoittuminen kandidaatti maisteri koodi nimi s k s k s k s k s k Yleisopinnot 1 op Maisterin tutkinnon HOPS 1 op x Kieli- ja viestintäopinnot 2 op Advanced English Academic and Professional Communication for Mathematics, Physics, Chemistry o o and Computer Science 2 op Fysiikan syventävät opinnot opettajille 60 op Fysiikan ymmärtämisen ongelmat 5 op o o Käsitteellisen fysiikan kurssi opettajille 5 op o o Fysiikka rakenteellisena tieteenä 5 op o o Fysiikan historia 5 op o o Valinnaiset syventävät opinnot 4-5 op o o o o Syventävien opintojen mittausmenetelmäkurssi ja syventävät työt 5 op x x Fysiikan pro gradu seminaari 2 op x Alla luetelluista viidestä kurssista tulee valita kaksi kurssia, yhteensä 8-9 op Kvanttifysiikka 4 op o o Fysikaalinen optiikka 4 op o o Materiaalifysiikka 4 op o o SciFest-työpajakokonaisuuden suunnittelu ja toteutus 5 op o o Värioppi 4 op o o Fysiikan pro gradu tutkielma 20 op x x Fysiikan pro gradu tutkielman kypsyysnäyte 0 op o o Opettajan pedagogiset opinnot 35 op sivuaineopintoina Vuorovaikutus oppimis- ja koulutusympäristöissä 5 op o x o Kasvatus kestävään tulevaisuuteen 5 op o x o Kasvatus moninaisuuden kulttuureissa 5 op o x o Tutkiva opettajuus moninaisissa ympäristöissä 3 op x o Tutkiva opettajuus (H3) 7 op x o Opetusalan ammattilaiseksi ja yhteiskunnalliseksi toimijaksi kehittyminen 5 op o x Työelämäharjoittelu (H4) 5 op o x Sivuaineopinnot: Opettajan pedagogisten opintojen sekä monialaisten opintojen täydentäminen 60 opintopisteeseen. Toisen opetettavan aineen opinnot suositellaan täydentämään perus- ja aineopinnoiksi (25+35 op). Sivuaineopintoihin voi kuulua myös rehtorin pätevyyden antava opetushallinnon opintokokonaisuus. Muita vapaasti valittavia opintoja suoritetaan siten, että tutkinnon kokonaislaajuudeksi tulee vähintään 120 opintopistettä. Filosofian maisterin tutkinto (120 op) fysiikka Tutkinnon rakenne ja opintojen ohjeellinen ajoittuminen kandidaatti maisteri koodi nimi Yleisopinnot 1 op s k s k s k s k s k

10 Maisterin tutkinnon HOPS 1 op x Kieli- ja viestintäopinnot 2 op Advanced English Academic and Professional Communication for Mathematics, Physics, Chemistry o o and Computer Science 2 op Fysiikan syventävät opinnot 90 op Fotoniikan matemaattiset menetelmät 4 op x Viestintätaidot 4 op x Kvanttifysiikka 4 op x Fysikaalinen optiikka 4 op x Luonnontieteilijän data- ja virheanalyysi 2 op x Syventävien opintojen mittausmenetelmäkurssi ja syventävät työt 17 op x x x Materiaalifysiikka 4 op x Fysiikan pro gradu seminaari 2 op x Fysiikan pro gradu tutkielma 30 op x x Fysiikan pro gradu tutkielman kypsyysnäyte 0 op o o Valinnaiset syventävät opinnot 29 op Epälineaarinen optiikka 4 op x Fotoniikan ja optiikan perusteet 4 op x Harjoittelu 2-4 op kesä Kvanttioptiikka 4 op x Laserfysiikka 4 op x Materiaalien optisten ominaisuuksien mallintaminen 4 op x Mikro- ja nanofotoniikka 4 op x Näyttöteknologia 5 op x Optinen suunnittelu I: geometrinen optiikka 4 op x Optinen suunnittelu II: numeerinen mallintaminen 4 op x Optisen tietoliikennetekniikan komponentit 4 op x Laitteistojen kontrollointi graafisen ohjelmoinnin avulla 2 op x Paperi- ja painotuotteiden optiset ominaisuudet 5 op kesä Spektrikuvauslaitteet 5 op x Signaalinkäsittelyn perusteet 3 op o o SciFest-työpajakokonaisuuden suunnittelu ja toteutus 5 op o o Teollisuus- ja biolääketieteellinen optiikka 4 op x Värioppi 4 op x Vapaasti valittavia opintoja suoritetaan siten, että tutkinnon kokonaislaajuudeksi tulee vähintään 120 opintopistettä. FYSIIKKA SIVUAINEENA Fysiikan perusopinnot (25 op) Fysiikan peruskurssi I Fysiikan peruskurssi II Fysiikan peruskurssi III Fysiikan peruskurssi IV Fysiikan perustyöt 5 op 4 op 5 op 5 op 6 op

11 Fysiikan aineopinnot opettajille, sivuaine (35 op) Fysiikan matemaattiset menetelmät Mekaniikka Termofysiikka Sähkömagnetismi Fotoniikka Kvantti- ja atomifysiikka Aineopintojen laboratoriotyöt I Laboratoriotyöskentelyn perusteet opettajille Kokeellisen koulufysiikan kurssi 4 op 4 op 4 op 4 op 4 op 4 op 5 op 2 op 4 op Fysiikan aineopinnot, sivuaine (35 op) Fysiikan matemaattiset menetelmät Mekaniikka Termofysiikka Sähkömagnetismi Fotoniikka Kvantti- ja atomifysiikka Aineopintojen laboratoriotyöt I Valinnaiset aineopinnot 4 op 4 op 4 op 4 op 4 op 4 op 5 op 6 op Fysiikan syventävät opinnot opettajille, sivuaine (30 op) Alla luetelluista viidestä kurssista tulee valita yksi kurssi Kvanttifysiikka (4 op) Fysikaalinen optiikka (4 op) Materiaalifysiikka (4 op) SciFest-työpajakokonaisuuden suunnittelu ja toteutus (5 op) Värioppi (4 op) Fysiikan ymmärtämisen ongelmat Fysiikka rakenteellisena tieteenä Fysiikan historia Käsitteellisen fysiikan kurssi opettajille Vapaasti valittavia syventävien opintojen kursseja 4-5 op 5 op 5 op 5 op 5 op 5-6 op Fysiikan syventävät opinnot, sivuaine (30 op) Kvanttifysiikka Fysikaalinen optiikka Materiaalifysiikka Vapaasti valittavia syventävien opintojen kursseja Syventävien opintojen mittausmenetelmäkurssi ja syventävät työt 4 op 4 op 4 op 10 op 8 op FYSIIKAN OPINTOJAKSOKUVAUKSET

12 Yleisopinnot Yliopisto-opinnot käyntiin (1 op) Henkilökohtainen opintojen suunnittelu (2 op) Oppiaineen oma osuus: Luentojen ajankohta ja paikka ilmoitetaan myöhemmin Sisältö: Jakson aikana opiskelijat tutustuvat erilaisiin opiskelu- ja työelämämahdollisuuksiin ja laativat ensimmäisen henkilökohtaisen opintosuunnitelmansa eli HOPSin. Toteutustavat: Luentoja 12 h. Ajankohta: 1. opintovuosi Lisätietoja: Toteutetaan periodeissa 1 ja Maisterin tutkinnon HOPS (1 op) Osaamistavoitteet: HOPS työn tavoite on suunnitella maisteriopintojen sisällöt ja suoritusaikataulu. Sisältö: Yhteistyössä opettajatutorin kanssa suunnitellaan maisteriopintojen sisällöt ja suoritusaikataulu. Varsinainen suunnitelma tehdään WebOodissa. Suunnitelman laatimisen jälkeen opiskelija varaa ajan opettajatutorilta ja käy hänen kanssaan suunnitelman läpi. Samalla tapaamisessa voidaan keskustella myös pro gradu työn aloittamisesta. Suoritustavat: Opiskelija saa suoritusmerkinnän sen jälkeen, kun HOPS on hyväksytty WebOodissa. Arvosteluperusteet: hyväksytty / hylätty Opettajat: Martti Mäkinen (fyysikkokoulutus), Pekka Hirvonen (opettajankoulutus) Ajankohta: Maisterin tutkinnon HOPS tulee laatia ennen maisteriopintojen aloittamista Study Planning (1 ECTS) Learning outcomes: To plan studies of M.Sc. degree. Content: Student makes a personal study plan, which includes courses of M.Sc. degree and their timing. The plan should be made in WebOodi and will be send to tutor teacher. Details of the study plan will be discussed with the teacher. Modes of study: The study plan has to be accepted by the tutor teacher. Evaluation criteria: Pass / Fail Teachers: Martti Mäkinen (physicist education), Pekka Hirvonen (teacher education) Time: Personal study plan has to be made before starting M.Sc. studies Johdantokurssi luonnontieteisiin ja matematiikkaan (1 op) Osaamistavoitteet: Kurssin suoritettuaan, opiskelijoilla on yleiskäsitys luonnontieteiden ja matematiikan perustasta ja yhteyksistä jokapäiväiseen elämään. Sisältö: Opiskelijat kokoontuvat oppiaineiden edustajien kanssa yhteiseen teemapäivään, jossa esitellään fysiikan, kemian ja matematiikan koulutuksen ja tutkimuksen yhteyksiä ja painopisteitä. Suoritustavat: Osallistuminen kurssin opetukseen. Toteutustavat: Luentoja 6 h. Arvosteluperusteet: HYL-HYV Opettajat: Oppiaineiden edustajat Ajankohta: Ensimmäinen opintovuosi, heti ensimmäisen lukukauden alussa.

13 Tarjontatieto: Joka vuosi Kampus: Joensuun kampus. Lisätietoja: Luennoidaan periodissa 1. Opetuskieli suomi Introduction to Natural Sciences and Mathematics (1 ETCS) Objectives: After completing the course the student has understanding about the foundations of natural sciences and mathematics and their relationship to everyday life. Content: During a theme day students gather to follow lectures introducing research focus areas and education in physics, chemistry and mathematics and their relations. Modes of study: Participation in lectures. Teaching methods: Lectures 6 h. Evaluation criteria: Pass / Fail Teachers: Representatives from each subject. Time: First study year, at the beginning of the autumn term. Offering data: Every year Campus: Joensuun campus. Further Information: The course will be lectured in period 1, in Finnish MATLABin perusteet (2 op) Osaamistavoitteet: Kurssin käytyään opiskelija hallitsee MATLAB-ohjelman perusteet. Sisältö: Matriisilaskennan perusteet, alkeisfunktiot, interpolointi, funktion sovittaminen mittausaineistoon, graafiset kuvaajat, omien funktioiden muodostaminen, esimerkkejä. Suoritustavat: Aktiivinen osanotto luennoille ja harjoituksiin ja harjoitustyön tekeminen. Toteutustavat: Luentoja ja laskuharjoituksia 24 h, harjoitustyö. Oppimateriaalit: luentomoniste Arvosteluperusteet: hyväksytty / hylätty Opettajat: Hannu Laamanen Edellytykset: Suositeltavat taustatiedot: matriisilaskennan perusteet. Ajankohta: Maisteriopinnot Tarjontatieto: luennoidaan joka vuosi Kampus: Kurssin opetus järjestetään Joensuun kampuksella. Lisätietoja: Opetuskieli englanti. Luennoidaan periodissa 1. Kurssi on tarkoitettu ensisijaisesti fotoniikan maisteriohjelmissa opiskeleville opiskelijoille ja vaihto-opiskelijoille MATLAB Fundamentals (2 ECTS) Objectives: After completing the course, the student knows fundamentals of the MATLAB program. Content: Matrices, basic functions, interpolation, curve fitting, graphics, MATLABprogramming, examples. Modes of study: Active participation in lectures and exercises, completion of the programming exercise. Teaching methods: Lectures and demonstrations 24 h, programming exercise. Study materials: Lecture notes. Evaluation criteria: Pass / Fail Teachers: Hannu Laamanen Prerequisites: Basic knowledge of matrices and matrix multiplication. Time: M.Sc. studies. Offering data: Lectured every year Campus: Teaching is organized in the Joensuu campus.

14 Further information: The course will be lectured in period 1, in English. The course is meant primarily for the students of Master s Degree Programme in Photonics, but other exchange students can participate as well. Fysiikan perusopinnot Fysiikan peruskurssi I (5 op) Osaamistavoitteet: Kurssin suoritettuaan, opiskelijat ymmärtävät Newtonin mekaniikkaa ja siihen liittyviä sovelluksia. Sisältö: Yksi- ja kaksiulotteisen liikkeen kinematiikkaa. Newtonin liikelait, työ, energia ja liikemäärä. Jäykän kappaleen pyöriminen. Newtonin gravitaatiolaki, nestefysiikka. Suoritustavat: Kirjallinen kuulustelu Toteutustavat: Luentoja ja tutoriaaleja 40 h, laskuharjoituksia 16 h Oppimateriaalit: Knight, R.D.: Physics for Scientists and Engineers, 3. painos, luvut 1-13, 15. Arvosteluperusteet: Arvosteluasteikko 0-5 Opettajat: Arvo Vaittinen Ajankohta: Ensimmäinen opintovuosi Tarjontatieto: Joka vuosi Avainsanat: Kinematiikka, dynamiikka, Newton, gravitaatio Lisätietoja: Luennoidaan periodissa 1. Opetuskieli suomi Basic Physics I (5 ECTS) Learning outcomes: After completing the course, students understand Newtonian mechanics and its applications. Content: Kinematics in one and two dimensions. Newton s laws of motion, work, energy and momentum. Rotation of a rigid body. Newton s law of gravitation, Fluids. Modes of study: Written exam Teaching methods: Lectures and tutorials 40 h, demonstrations 16 h Study materials: Knight, R.D.: Physics for Scientists and Engineers, 3 rd edition, chapters 1-13, 15. Evaluation criteria: Scale 0-5 Teachers: Arvo Vaittinen Time: The first study year Offering data: Every year Key words: Kinematics, Dynamics, Newton, Gravitation Further information: The course will be lectured in period 1. Teaching language is Finnish Fysiikan peruskurssi II (4 op) Osaamistavoitteet: Kurssin jälkeen opiskelija osaa kuvata ainetta perusominaisuuksien avulla, ymmärtää työn ja lämmön energiansiirtymistapoina sekä hallitsee harmonisen värähdysliikkeen sekä aaltoliikkeen perusteet. Sisältö: aineen perusominaisuudet, työ, lämpö ja termodynamiikan 1. pääsääntö, harmoninen värähdysliike, etenevä aaltoliike.

15 Suoritustavat: Kurssikoe ja aktiivinen osallistuminen laskuharjoituksiin tai tentti yleisenä tenttipäivänä. Toteutustavat: Luentoja ja tutoriaaleja 32 h, laskuharjoituksia 16 h Oppimateriaalit: Knight, R. D: Physics for Scientists and Engineers, 3. painos, luvut 14 ja Luento- ja harjoitusmateriaali Moodlessa. Arvosteluperusteet: arvosteluasteikko 0-5 Opettajat: Mervi Asikainen Edellytykset: Fysiikan peruskurssi I Ajankohta: 1. Opintovuosi Avainsanat: termofysiikka, aaltoliike Lisätietoja: luennoidaan 2. periodissa. Opetuskieli suomi Basic Physics II (4 ECTS) Learning outcomes: After the course a student understands the basic properties of matter, knows heat-transfer mechanisms and the basics of harmonic oscillations and waves. Content: Macroscopic properties of matter, work, heat and the first law of thermodynamics, harmonic oscillations, travelling waves. Modes of study: course exam and exercises or final exam. Teaching methods: Lectures and tutorials 32 h, exercises 16 h Study materials: Knight, R. D: Physics for Scientists and Engineers, 3 rd edition, chapters 14 and Lectures and exercises in Moodle. Evaluation criteria: scale 0-5 Teachers: Mervi Asikainen Prerequisites: Basic physics I Time: first study year Key words: thermal physics, waves Further information: Course is in second period. Teaching language is Finnish Fysiikan peruskurssi III (5 op) Osaamistavoitteet: Kurssin suoritettuaan, opiskelijat tuntevat sähkömagnetismiin liittyvät perusasiat. Sisältö: Sähkökenttä, potentiaali ja kapasitanssi. Sähkövirta, resistanssi ja tasavirtapiirit. Magneettikenttä ja sähkömagneettinen induktio. Vaihtovirtapiirit. Suoritustavat: Kirjallinen kuulustelu Toteutustavat: Luentoja ja tutoriaaleja 40 h, laskuharjoituksia 16 h Oppimateriaalit: Knight, R.D.: Physics for Scientists and Engineers, 3. painos, luvut Arvosteluperusteet: Arvosteluasteikko 0-5 Opettajat: Arvo Vaittinen Ajankohta: Ensimmäinen opintovuosi Tarjontatieto: Joka vuosi Avainsanat: Sähkökenttä, DC/AC piirit, magneettikenttä Lisätietoja: Luennoidaan periodissa 3. Opetuskieli suomi.

16 Basic Physics III (5 ECTS) Learning outcomes: After completing the course, students know basic elements of electromagnetism. Content: Electric field, potential and capacitance. Electric current, resistance and DC circuits. Magnetic field and electromagnetic induction. AC circuits. Modes of study: Written exam Teaching methods: Lectures and tutorials 40 h, demonstrations 16 h Study materials: Knight, R.D.: Physics for Scientists and Engineers, 3 rd edition, chapters Evaluation criteria: Scale 0-5 Teachers: Arvo Vaittinen Time: The first study year Offering data: Every year Key words: Electric Field, DC/AC Circuits, Magnetic Field Further information: The course will be lectured in period 3. Teaching language is Finnish Fysiikan peruskurssi IV (5 op) Osaamistavoitteet: Kurssin jälkeen opiskelija hallitsee aaltojen yhteisvaikutuksen, osaa soveltaa valon aalto- ja sädemalleja, ymmärtää optisten laitteiden toimintaperiaatteita ja tuntee kvanttifysiikan perusteita ja synnyn lähtökohtia. Sisältö: Aaltojen yhteisvaikutus (superpositio), interferenssi ja diffraktio, heijastuminen ja taittuminen, optiset laitteet, kvanttifysiikan perusteet. Suoritustavat: kurssikoe ja aktiivinen osallistuminen laskuharjoituksiin tai tentti yleisenä tenttipäivänä. Toteutustavat: Luentoja ja tutoriaaleja 40 h, laskuharjoituksia 16 h Oppimateriaalit: Knight, R. D: Physics for Scientists and Engineers, 3. painos, luvut ja Luento- ja harjoitusmateriaali Moodlessa. Arvosteluperusteet: arvosteluasteikko 0-5 Opettajat: Mervi Asikainen Edellytykset: Fysiikan peruskurssit I-III Ajankohta: 1. opintovuosi Avainsanat: optiikka, kvanttifysiikka Lisätietoja: luennoidaan 4. periodissa. Opetuskieli suomi Basic Physics IV (5 ECTS) Learning outcomes: After the course a student knows the superposition of waves and interference and diffraction phenomena, understands the basics of ray optics, understands how optical instruments work, and knows some basics of quantum physics. Content: superposition of waves, interference and diffraction, reflection and refraction, optical instruments, basics of quantum physics. Modes of study: course exam and exercises or final exam. Teaching methods: Lectures and tutorials 40 h, exercises 16 h Study materials: Knight, R. D: Physics for Scientists and Engineers, 3 rd edition, chapters

17 21-24 and Lectures and exercises in Moodle. Evaluation criteria: scale 0-5 Teachers: Mervi Asikainen Prerequisites: Basic physics I-III Time: first study year Key words: optics, quantum physics Further information: Course is in fourth period. Teaching language is Finnish Fysiikan perustyöt (6 op) Osaamistavoitteet: Kurssin käytyään opiskelija hallitsee perusmittalaitteiden käytön ja tieteellisen raportoinnin perusteet. Sisältö: Kurssilla perehdytään kokeellisesti fysiikan keskeisiin ilmiöihin, sekä opetellaan mittaamista, tulosten käsittelyä ja tieteellisen raportoinnin perusteita. Suoritustavat: Osallistuminen opetukseen ja hyväksytysti tehdyt laboratoriotyöt. Toteutustavat: Työluento sekä kymmenen laboratoriotyötä. Laboratoriotöiden aiheet on valittu niin, että ne tukevat Fysiikan peruskurssien I-IV teoreettista opetusta. Oppimateriaalit: Työohjekirja. Arvosteluperusteet: hyväksytty / hylätty Opettajat: Arvo Vaittinen Ajankohta: 1. opintovuosi Lisätietoja: Opetuskieli suomi. Kurssi toteutetaan jokaisessa periodissa Basic Laboratory Practice in Physics (6 ECTS) Learning outcomes: After completing the course, the student is able to use common measuring instruments and knows the basics of the scientific reporting. Content: During the course students become familiar with the experimental exploration of physical phenomena, practise measuring and learn the data analysis and basics of the scientific reporting. Modes of study: Measurements in laboratory and accepted laboratory reports. Teaching methods: Introductory lectures and ten laboratory exercises. Subjects of the laboratory exercises have been selected to support the content of the courses Basic Physics I-IV. Study materials: Work instructions of laboratory exercises. Evaluation criteria: Pass / Fail Teachers: Arvo Vaittinen Time: 1st study year Further information: The course will be lectured in each period, in Finnish. Fysiikan aineopinnot Aineopintojen laboratoriotyöt I (5 op)

18 Osaamistavoitteet: Opiskelija oppii käyttämään yleisempiä mittalaitteita ja analysointimenetelmiä sekä kirjoittamaan tieteellisiä raportteja. Sisältö: Tehtävät laboratoriotyöt on valittu niin, että ne tukevat fysiikan aineopintojen luentokurssien opetusta. Suoritustavat: Osallistuminen opetukseen ja hyväksytysti tehdyt laboratoriotyöt. Toteutustavat: Mittausmenetelmäkurssi (4 h luentoja sekä 2 h laboratorioharjoitus) sekä kymmenen laboratoriotyötä fysiikan eri osa-alueilta. Oppimateriaalit: Laboratoriotöiden työohjeet sekä mittausmenetelmäkurssilla jaettava materiaali. Arvosteluperusteet: arvosteluasteikko 0-5, arvosana määräytyy työselostusten arvosanoista. Opettajat: Martti Mäkinen Edellytykset: Edeltävät opinnot: Fysiikan perustyöt Ajankohta: 2. opintovuosi Tarjontatieto: Ennen kurssin laboratoriotöiden aloittamista käytävä mittausmenetelmäkurssi järjestetään kunkin lukukauden alkupuolella myöhemmin ilmoitettavana ajankohtana. Laboratoriovuoroja järjestetään viikoittain. Lisätietoja: Opetuskieli suomi Laboratory Practice I (5 ECTS) Learning outcomes: Student learns to use common measuring instruments and analyzing methods as well as to write scientific reports. Content: Subjects of laboratory works have been selected to support other courses of intermediates studies. Modes of study: Measurements in laboratory and accepted laboratory reports. Teaching methods: Introductory lectures (4 h lectures and 2 h of laboratory exercise), ten laboratory exercises. Study materials: Work instructions of laboratory exercises and material given during the introductory lectures. Evaluation criteria: Scale 0-5, grade is based on evaluation of reports. Teachers: Martti Mäkinen Prerequisites: Basic Laboratory Practice in Physics Time: 2nd study year Offering data: Introductory course, which is lectured in the beginning of each semester, should be passed before laboratory exercises. Guidance in laboratory is available weekly. Further information: Teaching language is Finnish Aineopintojen laboratoriotyöt II (6 op) Osaamistavoitteet: Opiskelija oppii analysoimaan mittadataa tietokoneella sekä tutustuu erilaisten mittalaitteiden toimintatapaan ja käyttämiseen. Sisältö: Tehtävät laboratoriotyöt on valittu niin, että ne tukevat fysiikan tutkijalinjan myöhempiä opintoja. Suoritustavat: Osallistuminen opetukseen ja hyväksytysti tehdyt laboratoriotyöt. Toteutustavat: Mittausmenetelmäkurssi (4 h luentoa) sekä kymmenen laboratoriotyötä fysiikan eri osa-alueilta.

19 Oppimateriaalit: Laboratoriotöiden työohjeet sekä mittausmenetelmäkurssilla jaettava materiaali. Arvosteluperusteet: arvosteluasteikko 0-5, arvosana määräytyy työselostusten arvosanoista. Opettajat: Martti Mäkinen Edellytykset: Edeltävät opinnot: Aineopintojen laboratoriotyöt I Ajankohta: opintovuosi Lisätietoja: Opetuskieli suomi Laboratory Practice II (6 ECTS) Learning outcomes: Student learns to analyze measured data with a computer and how different scientific instruments work. Content: Subjects of laboratory works have been selected to support M.Sc. studies of physics. Modes of study: Measurements in laboratory and accepted laboratory reports. Teaching methods: Introductory course (4 h lectures), ten laboratory exercises. Study materials: Work instructions of laboratory exercises and material given during the introductory course. Evaluation criteria: Scale 0-5, grade is based on evaluation of reports. Teachers: Martti Mäkinen Prerequisites: Laboratory Practice I Time: 2nd 3rd study year Further information: Teaching language is Finnish Fotoniikka (4 op) Osaamistavoitteet: Opiskelija tietää seuraavien asioiden teoreettiset perusteet ja osaa soveltaa tietoja fotoniikan ongelmien ratkaisussa: 1) valon mallintaminen, 2) valon käyttäytyminen rajapinnoilla, 3) polarisaatio, 4) interferenssi ja 5) diffraktio. Sisältö: Valon sähkömagneettinen malli, valon eteneminen, polarisaatio, interferenssi ja diffraktio. Suoritustavat: kirjallinen kuulustelu Toteutustavat: Luentoja 30 h, demonstraatioita 16 h. Oppimateriaalit: Luentomoniste, kirja: Hecht, E.: Optics. Arvosteluperusteet: arvosteluasteikko 0-5 Opettajat: Markku Kuittinen Edellytykset: suositellaan kurssia fysiikan matemaattiset menetelmät. Ajankohta: 3. opintovuosi Tarjontatieto: vuosittain. Avainsanat: Fresnellin kertoimet, polarisaatio, interferenssi ja diffraktio. Lisätietoja: Luennoidaan periodissa 2. Opetuskieli suomi Photonics (4 ECTS)

20 Learning outcomes: The Student knows the basics of the theoretical background of the following matters and is capable of applying this information in the solving of the problems in photonics: 1) modeling of light, 2) light at interfaces, 3) polarization, 4) interference, and 5) diffraction. Content: Electromagnetic model of light, light propagation, polarization, interference, and diffraction. Modes of study: Written exam. Teaching methods: Lectures 30 h, exercises 16 h. Study materials: Lecture notes, book: Hecht, E.: Optics. Evaluation criteria: Scale 0-5 Teachers: Markku Kuittinen Prerequisites: the course Mathematical Methods in Physics is recommended Time: 3 rd study year Offering data: every year Key words: Fresnell equations, polarization, interference, and diffraction. Further information: Lectured in period 2, in Finnish Fysiikan matemaattiset menetelmät (4 op) Osaamistavoitteet: Kurssin jälkeen opiskelija hallitsee fysiikan aineopintojen kursseilla tarvittavat matemaattiset taidot. Sisältö: Vektorilaskennan perusteet. Differentiaali- ja integraalilaskennan perusteet ja sovellukset. Matriisilaskentaa. Kompleksiluvut. Sarjateorian alkeet. Ensimmäisen ja toisen kertaluvun differentiaaliyhtälöiden ominaisuuksia. Suoritustavat: Kirjallinen kuulustelu. Toteutustavat: Luentoja 30h, laskuharjoituksia 16h. Oppimateriaalit: luentomoniste Arvosteluperusteet: arvosteluasteikko 0-5 Opettajat: Hannu Laamanen Edellytykset: lukion matematiikan laaja oppimäärä Ajankohta: 2. opintovuosi Tarjontatieto: luennoidaan joka vuosi Avainsanat: vektori, derivaatta, integraali, matriisi, kompleksiluku, sarjateoria. Lisätietoja: Opetuskieli suomi. Kurssin tiedot oletetaan tunnetuiksi fysiikan aineopintojen kursseilla. Luennoidaan periodissa Mathematical Methods in Physics (4 ECTS) Learning outcomes: After completing the course, the student possesses mathematical skills needed during the other courses of intermediate studies in physics. Content: The basics of vector algebra, the basics of differential and integral calculus and their applications. Matrix algebra. Complex numbers. Series. Properties of the first and second order differential equations. Modes of study: Written exam. Teaching methods: Lectures 30 h, exercises 16 h. Study materials: Lecture notes

21 Evaluation criteria: Scale 0-5 Teachers: Hannu Laamanen Prerequisites: Upper secondary school mathematics (advanced course). Time: 2nd study year Offering data: Lectured every year. Key words: vector, derivative, integral, matrix, complex number, series. Further information: The course will be lectured in period 1, in Finnish Kokeellisen koulufysiikan kurssi (4 op) Osaamistavoitteet: Kurssin jälkeen opiskelijalla on teoreettista, käytännön työskentelyn kautta omaksuttua tietämystä modernien oppimisympäristöjen ja TVT:n hyödyntämisestä kokeellisessa ja tutkimuksellisessa fysiikan opetuksessa. Hän on perehtynyt kokeelliseen työskentelyyn käytännössä ja osaa suunnitella ja toteuttaa kokeellista opetusta osana tutkimuksellista lähestymistapaa. Opiskelija löytää omaan opetustyyliinsä ja pedagogiseen ajatteluunsa sopivia tapoja toteuttaa fysiikan opetusta. Sisältö: Kurssin teoriaosuudessa käydään läpi erilaisia mahdollisuuksia hyödyntää tieto- ja viestintätekniikkaa osana kokeellista ja tutkimuksellista opetusta alan tieteelliseen tutkimustietoon perustuen. Myös tutkimuksissa raportoituja opettajien kokemia vaikeuksia ja opetukseen liittyviä haasteita käsitellään. Fysiikan eri osa-alueisiin perehdytään käytännön työskentelyn kautta hyödyntäen muun muassa tietokoneavusteista mittaamista, dataanalyysiä, videoanalyysitekniikkaa ja mallintamista. Suoritustavat: Kurssin suorittamiseksi edellytetään osallistuminen luennoille, laboratorioharjoituksiin, esityksiin ja raportointiin. Toteutustavat: Luennot 4h, laboratorioharjoittelu 21h, esitykset 21h, ryhmätyöskentely. Oppimateriaalit: Luentomateriaali ja muu ohjeistus jaetaan alkuluennoilla. Arvosteluperusteet: Tuotetut työohjeet, raportit ja esitykset arvioidaan. Arvosteluasteikko 0-5. Opettajat: Ville Nivalainen Edellytykset: Edeltävät opinnot: Laboratoriotyöskentelyn perusteet opettajille. Lisäksi suositellaan, että suurin osa fysiikan aineopintojen kursseista olisi suoritettu ennen kurssille osallistumista. Ajankohta: 3. opintovuosi Tarjontatieto: Joka vuosi Avainsanat: Kokeellinen työskentely, tutkimuksellisuus, TVT:n opetuskäyttö Kampus: Kurssin opetus ja kokeet järjestetään Joensuun kampuksella LUMAlaboratoriossa. Lisätietoja: Kohderyhmä: opettajaksi opiskelevat. Toteutetaan periodeissa 3 ja 4. Opetuskieli on suomi Laboratory Practice for Teachers in Physics (4 ECTS) Learning outcomes: After the course, a student has adopted theoretical understanding about using modern learning environments and ICT in inquiry-based physics teaching. The student has familiarized himself with practical work in practice, and he can design and implement physics teaching based on the inquiry-based teaching approach. The student discovers appropriate ways to implement teaching that supports his own teaching style and pedagogical thinking.

22 Content: Evidence-based possibilities reported in science education literature to utilize information and communications technology as a part of inquiry-based teaching are introduced in the theoretical part of the course. Moreover, the reported difficulties and challenged in practical work faced by teachers are addressed. Different physics areas are covered in practice utilizing computer-based measurements, data analysis, video analysis, and modeling. Modes of study: Participating lectures, laboratory practices, implementations, and reporting Teaching methods: Lectures 4h, laboratory practice 21h, implementations 21h, teamwork is used as a working format. Study materials: Study material is given during lectures and laboratory practice. Evaluation criteria: Working instructions, reports and implementations are evaluated. Scale 0-5. Teachers: Ville Nivalainen Prerequisites: Basic Laboratory Practice for Teachers. It is also recommended that most of the basic and intermediate level studies of physics have been completed. Time: 3 rd study year Offering data: Every year Key words: Practical work, Demonstrations, Experiments, ICT in teaching Campus: Teaching and exams are organized in the LUMA Centre in the campus of Joensuu. Further information: The course is taken in periods 3 and 4. Teaching language is Finnish Kvantti- ja atomifysiikka (4 op) Osaamistavoitteet: Kurssi jäsentää näkemystä kvanttifysiikasta fysiikan osa-alueena. Kurssin jälkeen opiskelija hallitsee kvanttifysiikan syntyyn johtaneet kvantti-ilmiöt, ymmärtää aaltohiukkasdualismin perusteita ja osaa ratkaista kvanttimekaniikan perusongelmia. Opiskelija myös ymmärtää atomin kvantittumiseen liittyviä ilmiöitä ja käsitteitä. Sisältö: Sähkömagneettisen säteilyn hiukkasmainen käyttäytyminen, aineen aaltomainen käyttäytyminen, sidottujen tilojen yksinkertaiset tapaukset, esimerkkejä vapaista tiloista, atomin kvantittuminen. Suoritustavat: kirjallinen kuulustelu Toteutustavat: Luentoja 30 h, demonstraatioita 16 h. Oppimateriaalit: Harris: Modern Physics. s ja muu luennoilla jaettava materiaali. Luennot ja harjoitukset Moodlessa. Arvosteluperusteet: arvosteluasteikko 0-5 Opettajat: Mervi Asikainen Ajankohta: 3. opintovuosi Tarjontatieto: Joka vuosi Avainsanat: kvanttimekaniikka, atomifysiikka Lisätietoja: Luennoidaan periodissa 3. Opetuskieli suomi Quantum and Atomic Physics (4 ECTS) Learning outcomes: After the course a student has a more structured understanding of quantum physics as a field of physics. A student knows the phenomena that lead to the origin of quantum physics, and understands the basic ideas of dualism and knows how to solve basic quantum mechanical problems. A student also knows the basic phenomena and concepts related to the quantization of atom.