FYSIKAALISTEN TIETEIDEN FYSIKAALISTEN TIETEIDEN KOULUTUSOHJELMA Fysiikan linja -Kiinteiden aineiden fysiikka -Avaruusfysiikka -Optiikka Teoreettisen fysiikan linja Materiaalitieteen linja Elektroniikan ja tietotekniikan linja Tähtitieteen linja Fysiikan opettajan linja Kurssien sisältö ja tavoitteet Harjoitustyöt ja työharjoittelu. Koulutusohjelman tavoitteet Fysikaalisten tieteiden koulutusohjelman tavoitteena on antaa valmiudet teollisuuden, korkeakoulujen, tutkimuslaitosten, kaupan, terveydenhuollon ja ympäristönsuojelun tutkimus-, tuotekehitys-, tiedonvälitys-, suunnittelu-, kehitys-, valvonta- ja käyttötehtäviin. Valmiudet perustuvat aineen ja säteilyn ominaisuuksien ja vuorovaikutusten tuntemiseen, fysikaalisten mittaus-, analyysi- ja teoreettisten menetelmien käyttöön sekä tietotekniikkaan. Toisaalta huomattavan tehtäväalueen muodostavat opetustehtävät peruskouluissa, lukioissa, keskiasteen oppilaitoksissa ja korkeakouluissa. Koulutusohjelman linjat Fysikaalisten tieteiden koulutusohjelma valmistaa eri aloille erikoistuvia fyysikoita ja opettajia. Koulutusohjelmassa on kuusi linjaa. Linja valitaan yleensä ensimmäisen tai toisen lukuvuoden loppupuolella linjasta riippuen (ks. ilmoitustaulu). Linjojen opinnot ovat alussa miltei yhteisiä ja poikkeavat toisistaan enemmän vasta syventävien opintojen osalta. Koulutuksen alussa on matematiikan opintojaksoja, jotka antavat matemaattisen pohjan fysiikan opiskelulle. Fysiikan linja tähtää lähinnä tutkijoiden koulutukseen korkeakouluja ja erilaisia esim. teollisuuden tutkimuslaitoksia varten. Linjan syventävät opinnot voivat keskittyä kiinteiden http://www.sci.utu.fi/tdk/oopas/99-00/fysiikka/fysiikka.htm (1 of 3)13.2.2006 15:12:24
FYSIKAALISTEN TIETEIDEN aineiden ja materiaalien fysiikkaan, avaruus-fysiikkaan ja optiikkaan. Teoreettisen fysiikan linja on tutkijakoulutuskeskeinen. Sen opinnot eroavat muiden linjojen opinnoista osin jo aineopintovaiheessa. Teoreettisessa fy-sii-kas-sa voidaan erikoistua epälineaaristen ilmiöiden, hiukkasfysiikan, kiinteän olomuodon fysiikan, sekä kvanttimekaniikan aloille. Materiaali-tieteen linja on luonteeltaan monitieteinen ja siinä korostuu muita linjoja enemmän kemian opinnot. Syventävät opinnot painottuvat pinta-tieteeseen. Linja kouluttaa opiskelijoita lähinnä teollisuuteen ja tutkimustehtäviä varten. Tähtitieteen linja on tutkijakoulutuskeskeinen, mutta soveltuu myös maailmankatsomusta avartavaksi sivuaineeksi erityisesti fysiikan, ETT:n, teoreettisen fysiikan tai matematiikan opiskelijoille. Opinnot eroavat jo ensimmäisen lukuvuoden aikana fysiikan perusopinnoista. Syventävissä opinnoissa voi erikoistua teoreettiseen astrofysiikkaan, havaitsevaan tähtitieteeseen tai matemaattiseen täh-titieteeseen. Fysiikan opettajan linjalla (maksimi 15 opiskelijaa vuosittain) voidaan sivuaineeksi valita matematiikka, kemia tai tietotekniikka. Elektroniikan ja tietotekniikan (ETT) linjassa koulutetaan tutkijoita ja suun-nit-telijoita lähinnä teollisuutta ja tutkimuslaitoksia varten. Opiskelijat voivat suuntautua digitaali- ja tietokonetekniikkaan, mikroelektroniikkaan, radiotietoliikenteeseen tai tietoliikennetekniikkaan. Tietotekniikan DI-koulutus Turun yliopisto, Åbo Akademi ja Turun Kauppakorkeakoulu ovat laajentamassa tietoteollisen alan (tietojenkäsittelytieteen, elektroniikan ja tietoliikennetekniikan) opetusta. Koulutuspaikkoja lisätään kahtena seuraavana vuotena kaikissa korkeakouluissa siten, että vuodesta 2000 alkaen turkulaisiin korkeakouluihin otetaan vuosittain noin 300 uutta tietoteollisen alan perustutkinto-opiskelijaa. Syksyllä 1999 alkaa kansainvälinen tietotekniikan DI-ohjelma (180 ov). Hanke toteutetaan Turun yliopiston, Åbo Akademin ja Turun Kauppakorkeakoulun koulutusyhteistyönä siten, että korkeakoulujen yhteinen yksikkö koordinoi myös peruskoulutuksen. Opinnot aloitetaan äidinkielellä jossakin kolmesta korkeakoulusta ja viimeinen kolmannes, sisältäen pro gradun tai diplomityön, suoritetaan pääsääntöisesti englanniksi. Täten koulutuksesta valmistuvilla on lisä-etunaan tavanomaista parempi kielitaito. DI-tutkinnon myöntää Åbo Akademi, mutta myös FM -tutkintoja voidaan edelleen suorittaa tämän opintooppaan mukaisesti. Fysikaalisten tieteiden koulutusohjelmasta vastaavat fysiikan laitos ja sovelletun fysiikan laitos. Kaikki fysikaalisten tieteiden koulutusohjel-man opiskelijat kuuluvat hallinnollisesti fysiikan http://www.sci.utu.fi/tdk/oopas/99-00/fysiikka/fysiikka.htm (2 of 3)13.2.2006 15:12:24
FYSIKAALISTEN TIETEIDEN laitokseen kahden ensimmäisen opiskeluvuoden ajan. Kolmannesta opiskeluvuodesta lähtien opiskelija kuuluu valitsemansa alan perusteella joko fysiikan tai sovelletun fysiikan laitokseen. (Lisää tietoa täältä) Työmarkkinatilanteesta Työnsaantimahdollisuudet ovat tämän hetken yleisiin työllisyysnäkymiin verrattaessa hyvät. Fysikaalisten tieteiden merkitys talouselämälle ja tutkimustoiminnalle on kasvanut viime vuosina voimakkaasti. Laajeneva kansainvälinen yhteistyö avaa työpaikkoja fyysikoille paitsi kotimaisiin myös ulkomaisiin tutkimuslaitoksiin ja teollisuuteen. Opetustehtävät työllistävät fyysikkoja jatkuvasti. http://www.sci.utu.fi/tdk/oopas/99-00/fysiikka/fysiikka.htm (3 of 3)13.2.2006 15:12:24
FYSIIKAN LINJA, syventävien opintojen painottuessa kiin-tei-den aineiden fysiikkaan, FM -tutkinto 160 ov (M. Punkkinen, prof. avoin) FYSIIKAN PERUSOPINNOT (15 ov) FFYS4295 Johdatus fysikaalisiin tieteisiin 4 ov FFYS4319 Fysiikan matemaattiset apuneuvot IA 3 ov FFYS4320 Fysiikan matemaattiset apuneuvot IB 5 ov XFYS4276 Fysiikan harjoitustyöt I 2 ov FFYS4299 Säteilyn käyttö ja turvallisuus 1 ov FYSIIKAN AINEOPINNOT (44 ov) FFYS4523 Mekaniikka 4 ov FFYS4294 Erikoinen suhteellisuusteoria 1 ov FFYS4257 Sähkö- ja magnetismioppi I 4 ov FFYS4258 Sähkö- ja magnetismioppi II 2 ov FFYS4288 Geometrinen optiikka 2 ov SFYS4494 Kvanttifysiikka I 5 ov FFYS4497 Statistinen fysiikka ja termodynamiikka 4 ov XFYS4277 Fysiikan harjoitustyöt II 4 ov FFYS4274 Fysikaalinen optiikka 2 ov SFYS4491 Atomi- ja molekyylifysiikka 4 ov FFYS4373 Ydinfysiikka 3 ov FFYS4256 LuK -tutkielma ja seminaari 4 + 1 ov tai harjoitusaine ja seminaari 2 + 1 ov XFYS4278 Fysiikan harjoitustyöt III 4 ov Yllä mainitut kurssit poislukien Fysiikan harjoitustyöt III muodostavat LuK -tutkintoon vaadittavan pääaineen 55 ov:n minimikokonaisuuden. Samat kurssit neljää viimeksi mainittua lukuunottamatta on suoritettava ennen syventävien opintojen tenttimistä vähintään keskimääräisellä arvosanalla 1,50. Fysiikan harjoitustyöt III on suoritettava ennen pro gradun hyväksymistä. http://www.sci.utu.fi/tdk/oopas/99-00/fysiikka/kiintea.htm (1 of 3)13.2.2006 15:12:25
FYSIIKAN LINJA, syventävien opintojen painottuessa kiin-tei-den aineiden fysiikkaan, FM -tutkinto 160 ov Sivuaineiden vähimmäisopinnot ( vähint. 30 ov) Matematiikan lisäksi on jossakin toisessa sivuaineessa myös suoritettava 15 ov:n kokonaisuus tai täydennettävä matematiikan opinnot 35 ov:ksi. Mikäli tietojenkäsittelyoppia ei valita toiseksi sivuaineeksi, on siitä suoritettava vähintään alla mainitut 6 ov:n opinnot. MATEMATIIKAN perusopinnot 15 ov TIETOJENKÄSITTELYOPPI (vähint. 6 ov) Ohjelmoinnin alkeet 3 ov Tietokoneen käytön alkeet 3 ov tai Tietokoneiden käyttö ja hallinta 5 ov Vaihtoehtoiset aineopinnot Sivuaineiden vähimmäisopintojen ja vaihtoehtoisten aineopintojen yhteismäärän on oltava vähintään 53 ov. Vaihtoehtoiset aineopinnot koostuvat lähinnä fysiikan tai sitä lähellä olevien tieteiden opinnoista mutta ne voivat sisältää myös oikeustieteen, taloustieteen tai kielten opintoja 10 opintoviikkoon asti. Erityisesti suositellaan seuraavia kursseja. FYSIKAALISET tieteet: FFYS4355 Tyhjiötekniikka 1 ov FFYS4354 Työpajakurssi 1 ov FFYS4291 Fysiikan mittausmenetelmät 3 ov SFYS4330 Kiinteän olomuodon fysiikka I 5 ov FFYS4331 Puolijohteiden fysiikka 4 ov FFYS4372 Hiukkasfysiikka 3 ov FFYS4502 Kaaoksen alkeet 2 ov FFYS4310 Teoreettinen mekaniikka 6 ov FFYS4334 Elektrodynamiikka 3 ov FFYS4508 Kvanttifysiikka II 6 ov FFYS4332 Kvanttifysiikan filosofisista ongelmista 1 ov SFYSX Analogialektroniikka I 3 ov SFYSX Digitaalielektroniikka 3 ov SFYSX Mikroprosessorit 3 ov MATEMATIIKKA: Differentiaaliyhtälöt 2,5 ov Usean muuttujan funktiot 2,5 ov Todennäköisyyslaskennan perusteet 2,5 ov http://www.sci.utu.fi/tdk/oopas/99-00/fysiikka/kiintea.htm (2 of 3)13.2.2006 15:12:25
FYSIIKAN LINJA, syventävien opintojen painottuessa kiin-tei-den aineiden fysiikkaan, FM -tutkinto 160 ov TIETOJENKÄSITTELYOPPI: Olio-ohjelmoinnin paradigmat 3 ov FYSIIKAN syventävien opintojen harjoitustyöt ja työharjoittelu (6 ov) Valitaan seuraavista 6 ov XFYS4413 Tutkimukseen liittyvä erikoistyö 0-6 ov XFYS4461 Työharjoittelu 0-4 ov Vaihtoehtoiset syventävät opinnot (21 ov) Syventävien opintojen yhteismäärän ilman pro gradua on oltava vähintään 27 ov. Fysiikan syventävät opinnot voivat painottua avaruusfysiikkaan (täydellisempi esitys seuraavalla sivulla), farmaseuttiseen fysiikkaan, kiinteän olomuodon fysiikkaan, matalien lämpötilojen fysiikkaan tai optiikkaan (täydellisempi esitys jäljempänä). Opiskelijaa kehoitetaan valitsemaan omaa erikoisalaansa parhaiten palveleva kurssiyhdistelmä, joka yleensä koostuu pääosin alla mainituista fysikaalisten tieteiden kursseista. FFYS4421 Kiinteän olomuodon fysiikka II 4 ov FFYS4447 Ydinmagneettisen resonanssin perusteet 3 ov SFYS4419 Elektronispektroskopia ja pintafysiikka 3 ov SFYS4434 Pintatiede 3 ov SFYS4506 Röntgendiffraktiomenetelmät 3 ov FFYS4363 Auringon ja aurinkokunnan fysiikka 2 ov SFYS4446 Fourier-muunnokset ja niiden sovellukset 3 ov SFYS4423 Piiriteoria II 3 ov FFYS4432 Optoelektroniikka 3 ov FFYSXXXX Suprajohtavuus ja magnetismi 3 ov Pro gradu (18 ov) Kieli- ja viestintäopinnot (3 ov) http://www.sci.utu.fi/tdk/oopas/99-00/fysiikka/kiintea.htm (3 of 3)13.2.2006 15:12:25
Perusopinnot Perusopinnot XFYS4276 Fysiikan harjoitustyöt I (2 ov) Tavoitteet ja sisältö: Opintojakson "Johdatus fysikaalisiin tieteisiin" täydentäminen ja demonstroiminen. Kurssi "Mittaustulosten käsittelystä ja työturvallisuudesta fysiikan harjoitustöissä" (8 h luentoja), kahdeksan harjoitustyötä. Edeltävät opinnot: Suoritetaan samanaikaisesti kurssin "Johdatus fysikaalisiin tieteisiin" kanssa. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Monisteet: "Mittaustulosten käsittelystä ja työturvallisuudesta fysiikan harjoitustöissä" sekä "Fysiikan harjoitustyöt I". Suoritustavat: Luentokurssiin liittyvän kuulustelun läpäiseminen on edellytyksenä harjoitustöiden aloittamiselle. Työt tehdään harjoitustyöosaston aukioloaikoina. Harjoitustöistä laaditaan työselostus. FFYS4295 Johdatus fysikaalisiin tieteisiin (4 ov) Tavoitteet ja sisältö: Tavoitteena on tutustua fysiikan perusteisiin ja kehittää yksinkertaisten fysikaalisten ongelmien ratkaisutaitoa. Käsitellään valikoidusti fysiikan eri alueita. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Opintomonisteet. Suoritustavat: Demonstraatiot ja loppukuulustelut. FFYS4319 Fysiikan matemaattiset apuneuvot IA (3 ov) Tavoitteet ja sisältö: Opiskelijan harjaannuttaminen fysiikassa tarvittaviin matemaattisiin menetelmiin. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Boas, L. M.: Mathematical Methods in the Physical Sciences, Ch. 1-6, 8, 16, 2nd edition, Wiley (1983). Suoritustavat: Välikuulustelut 2 kpl tai loppukuulustelu. FFYS4320 Fysiikan matemaattiset apuneuvot IB (5 ov) Tavoitteet ja sisältö: Opiskelijan harjaannuttaminen fysiikassa tarvittaviin matemaattisiin menetelmiin. Edeltävät opinnot: Matematiikan opintoja. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Boas, L. M.: Mathematical Methods in the Physical Sciences, Ch. 7, 9-15, 2nd edition, Wiley (1983). Suoritustavat: Välikuulustelut 2 kpl tai loppukuulustelu FFYS4299 Säteilyn käyttö ja turvallisuus (1 ov) Tavoitteet ja sisältö: Opiskelijan perehdyttäminen säteilyn käyttöön teollisuudessa, tutkimuksessa ja opetuksessa sekä säteilysuojelun periaatteisiin. Aiheita: Taustoja, http://www.sci.utu.fi/tdk/oopas/99-00/fysiikka/perusopinnot.htm (1 of 2)13.2.2006 15:12:25
Perusopinnot säteilysanastoa, suureet ja yksiköt, säteilysuojauslainsäädäntö, säteilysuojelu, säteilysuojelun organisointi ja valvonta, säteilyannosten seuranta ja rekisteröinti, säteilylaitteet, umpi- ja avolähteet. Suoritustavat: Kirjallinen kuulustelu. Kuulustelun erinomaisesti suorittaneilla on mahdollisuus saada STUKin hyväksymä pätevyystodistus säteilyn käytön turvallisuudesta vastaavan johtajan ja siihen rinnastettavia tehtäviä varten. http://www.sci.utu.fi/tdk/oopas/99-00/fysiikka/perusopinnot.htm (2 of 2)13.2.2006 15:12:25
Aineopinnot Aineopinnot SFYS Analogia IC-suunnittelu (5 ov) Tavoitteet ja sisältö: Kurssissa käydään läpi analogisia rakenteita, joita käytetään integroiduissa piireissä. Tällaisia rakenteita ovat mm. suodattimet, jännitereferenssit, datamuuntimet sekä vaihelukitut silmukat. Rakenteet esitellään luennoilla ja aiheeseen liitetään tietokoneharjoituksia, joissa opitaan käytännön suunnittelua. Esitiedot: Piiriteoria I, Analogiaelektroniikka I (Elektroniikan perusteet) ja Digitaalinen piiritekniikka (voi olla rinnakkaissuorituksessa) Kirjallisuus: Johns, D., Martin, K., Analog Integrated Circuit Design, John Wiley & Sons, 1997. ISBN 0-471-14448-7. Suoritustavat: Lasku- ja laboratorioharjoitukset sekä harjoitustyö. SFYS3053 Analogiaelektroniikka I (3 ov) Tavoitteet ja sisältö: Opintojakson tavoitteena on antaa opiskelijalle perustiedot elektroniikassa käytettävistä puolijohdekomponenteista ja elektronisten piirien tietokonesimuloinneista. Opintojakson suoritettuaan opiskelijalla on valmius analysoida ja suunnitella aktiivisia komponentteja sisältäviä elektronisia piirejä, kuten esim. yksiasteisia vahvistimia. Esitiedot: Piiriteoria I. Kirjallisuus: Sedra, A., Smith, K.: Microelectronic Circuits (Part I), Oxford University Press. ISBN: 0195116909. Suoritustavat: Lasku- ja laboratorioharjoitukset sekä loppukuulustelu. SFYSXXXX Analogiaelektroniikka II (3 ov) Tavoitteet ja sisältö: Kurssi on jatkoa kurssille Analogiaelektroniikka I. Differentiaali- ja moniasteiset vahvistimet, taajuusvaste, vahvistinten takaisinkytkentämenetelmät, analogiasuodattimet sekä oskillaattorit. Simulointiohjelmien käyttö kytkentöjen analysoinnissa ja syntesoinnissa. Esitiedot: Analogiaelektroniikka I. Kirjallisuus: Sedra, A., Smith, K. : Microelectronic Circuits (Part II, osittain), Oxford University Press. Suoritustavat: Lasku- ja laboratorioharjoitukset sekä loppukuulustelu. SFYSX ASIC-suunnittelu (5 ov) Tavoitteet ja sisältö: ASIC-suunnitteluprojekti järjestelmän määrittelystä piirin valmistukseen. ASIC -suunnittelumenetelmät ja teknologiat. Piiritestaus. Ohjelmoitavat logiikkapiirit. Logiikkasynteesiteknologiat ja algoritmit. Digitaalisen ASIC-piirin mallinnus, simulointi ja optimointi laitteistonkuvauskielillä. http://www.sci.utu.fi/tdk/oopas/99-00/fysiikka/aineopinnot.htm (1 of 20)13.2.2006 15:12:27
Aineopinnot Edeltävät opinnot:. HDL-pohjainen suunnittelu, digitaalinen piiritekniikka (voi olla rinnakkain). Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Smith, M.J.S.: Application-Specific Integrated Circuits, Addison Wesley 1997 ISBN 0-201-50022-1 Suoritustavat: Laboratorioharjoitukset, suunnitteluprojekti sekä loppukuulustelu. FFYS4344 Astrofysiikka I (3 ov) Tavoitteet ja sisältö: Kurssissa perehdytään tähtiin ja niissä tapahtuviin fysikaalisiin prosesseihin. Perustiedot tähdistä. Tähtien atmosfäärit, rakenne ja kehitys. Tähtien synty, sykkivät tähdet ja kompaktit tähdet. Edeltävät opinnot: Tähtitieteen peruskurssi II, Atomi- ja molekyylifysiikka, Kvanttifysiikka I, Sähkö- ja magnetismioppi II, Statistinen fysiikka ja termodynamiikka. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus:bowers & Deeming: Astrophysics I. Suoritustavat: Luennot, demonstraatiot + välikoe ja loppukuulustelu. FFYS4346 Astrofysiikka II (5 ov) Tavoitteet ja sisältö: Kurssissa käsitellään suurenergia-astrofysiikan ilmiöitä, päämääränä hyvä teoreettinen pohja sekä avaruustutkimuksen, radioastronomian että optisen kontinuumiastronomian alalta. Suurenergiahiukkasten ja fotonien vuorovaikutus aineen kanssa. Kosmiset säteet ja aurinkotuuli. Varatut hiukkaset magneettikentässä. Auringon suurenergiailmiöt. Kertymäkiekot astrofysiikassa. Synkrotronisäteily. Hiukkasten kiihdytys. Edeltävät opinnot: Astrofysiikka I, Statistinen fysiikka ja termodynamiikka, Sähkö- ja magnetismioppi II, Hiukkasfysiikka, Atomi- ja molekyylifysiikka, Elektrodynamiikka ja suhteellisuusteoria. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Longair: High Energy Astrophysics 1-2; luentomoniste. Suoritustavat: Luennot, demonstraatiot, välikoe + loppukuulustelu. SFYS4491 Atomi- ja molekyylifysiikka (4 ov) Tavoitteet ja sisältö: Opettaa ymmärtämään atomien ja molekyylien rakennetta ja energiatasoja, spektrien syntymistä sekä alan keskeisiä kokeellisia tutkimusmenetelmiä ja sovelluksia. Atomi-käsite ja atomimallit, vuorovaikutukset monielektroniatomeissa, atomien elektronikonfiguraatiot ja jaksollinen järjestelmä, energiatasojen väliset transitiot, atomit magneettikentässä, molekyylien rakenne ja molekyylispektrit. Edeltävät opinnot: Kvanttifysiikka I, Sähkö- ja magnetismioppi. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Cagnac & Pebay-Peyroula: Modern Atomic Physics 2. Suoritustavat: Loppukuulustelu. FFYS4309 Avaruustähtitiede ja kvasaaritutkimus (5 ov) Tavoitteet ja sisältö: Kurssin runkona on yleiskatsaus kvasaarien ja muiden aktiivisten http://www.sci.utu.fi/tdk/oopas/99-00/fysiikka/aineopinnot.htm (2 of 20)13.2.2006 15:12:27
Aineopinnot galaksien tutkimukseen painottaen erityisesti tieteellisten satelliittien käyttöä eri aallonpituusalueiden havainnoissa. Kurssi soveltuu sekä tähtitieteen että avaruusfysiikan opiskelijoille. - Yleiskatsaus maailmankaikkeuteen. Havaintomenetelmät. Tähtitieteelliset satelliitit. Aktiivisten galaksien ominaisuudet. Fysikaaliset prosessit. Aktiivisten galaksien kontinuumisäteily. Galaksiytimet. Mustat aukot ja kertymäkiekot. Aktiivisten galaksien kehitys. Radiogalaksit, suihkut ja ylivalonnopeudet. Yhtenäismallit. Suomalainen kvasaaritutkimus. Edeltävät opinnot: Tähtitieteen peruskurssi. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Ian Robson:Active Galactic Nuclei (Wiley 1996); opintomoniste. Suoritustapa: Kirjallinen loppukuulustelu. Harjoitustyö. FFYS4296 Biofysiikan peruskurssi (3 ov) Tavoitteet ja sisältö: Tavoitteena on esitellä biofysiikan eräitä keskeisiä ongelmia sekä niiden tutkimiseen käytettäviä menetelmiä: mm. soluoppi ja makromolekyylit, molekyylirakenteen tutkiminen, proteiinien ja nukleiinihappojen toiminta, bioenergetiikka, aistit. Edeltävät opinnot: Statistinen fysiikka ja termodynamiikka suositellaan suoritetuksi. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus:sybesma, C.: An Introduction to Biophysics, Academic Press. Biophysics, eds. Hoppe, Lohmann, Markl and Ziegler, Springer-Verlag. Mela, M.: Johdatus biofysiikkaan, Gummerus. Suoritustavat: Kuulustelu kirjan tai luentomonisteen mukaan. FFYS4318 Demonstraatiokurssi (2 ov) Tavoitteet ja sisältö: Kouluopetukseen sopiviin demonstraatioihin perehtyminen.teorian ja kokeellisuuden yhdistäminen, demonstraatiovälineisiin tutustuminen, mittausautomaatio, omien demonstraatioiden suunnittelu ja toteutus sekä demonstraatioselostusten tekeminen. Suoritustavat: Pienryhmätyöskentely ja yhteisseminaarit. SFYSX Digitaalinen piiritekniikka (4 ov) Tavoitteet ja sisältö: Digitaalisen piirisuunnittelun perusteet. Transistorien toiminta ja simulointi. CMOS ja bipolaariteknologioiden peruspiiriratkaisut IC-piireissä: kombinaatio-, sekvenssi-, aritmetiikkaja muistipiirit. Monimutkaisemmat VLSI rakenteet. Edeltävät opinnot: Analogiaelektroniikka I (Elektroniikan perusteet), digitaalielektroniikka (digitaalitekniikan perusteet) Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus:rabaye, J.: Digital Integrated Circuits: A Design Perspective, Prentice-Hall 1996, ISBN 0-13-178609-1. Suoritustavat: Lasku- ja laboratorioharjoitukset sekä loppukuulustelu. http://www.sci.utu.fi/tdk/oopas/99-00/fysiikka/aineopinnot.htm (3 of 20)13.2.2006 15:12:27
Aineopinnot SFYSX Digitaalinen signaalinkäsittely I (3 ov) Tavoitteet ja sisältö: Kurssin tavoitteena on antaa opiskelijalle perustiedot digitaalisesta signaalinkäsittelystä. Signaalien luokittelu, jatkuva-aikaiset/diskreettiaikaiset signaalit ja järjestelmät, AD/DA-muunnos, z-muunnos, taajuusanalyysi, diskreetti ja Fourier-muunnos, digitaaliset suodatusmenetelmät, näytteenotto ja signaalien rekonstruointi, lineaarinen ennustaminen, tehospektrin estimointi. Edeltävät opinnot: Tietoliikenneteoria (suositus). Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: J. Proakis, D. Manolakis: Digital Signal Processing, Prentice-Hall, 1996 (ISBN 0-13-394289-9). Suoritustavat: Loppukuulustelu, laskuharjoituksia ja tietokoneharjoituksia MATLABohjelmistolla. SFYSX Digitaalinen signaalinkäsittely II (4 ov) Tavoitteet ja sisältö: Kehittyneet signaalinkäsittelyalgoritmit: suodatinpankit, adptiivinen signaalinkäsittely, sekä monennäytteenottotaajuden signaalinkäsittely. Signaalinkäsittelyjärjestelmien suunnittelu, mallintaminen ja toteutuksen optimointi. Edeltävät opinnot: Digitaalinen signaalinkäsittely I, Tietoliikenneteoria (suositus). Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Ilmoitetaan myöhemmin. Suoritustavat: Loppukuulustelu, laskuharjoituksia ja tietokoneharjoituksia MATLABohjelmistolla. SFYSX Digitaaliset tietoliikennejärjestelmät (5 ov) Tavoitteet ja sisältö: Kurssin tavoitteena on antaa opiskelijalle vahvat lähtötiedot digitaalisten tietoliikennejärjestelmien suunnitteluun tarvittavasta perusteoriasta sekä tietoliikennejärjestelmien mallintamisesta ja simuloinnista. Edeltävät opinnot: Tietoliikenneteoria (Tietoliikennetekniikka I). Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Ilmoitetaan myöhemmin. Suoritustavat: Lasku- ja laboratorioharjoitukset sekä loppukuulustelu. SFYSX Digitaalielektroniikka (3 ov) Tavoitteet ja sisältö: Antaa opiskelijalle tarvittavat tiedot ja laskentatavat digitaalielektroniikasta. Lukujärjestelmät, Boolean algebra, kombinaatio- ja sekvenssipiirit, laskurit, muistit, A/D & D/A -muuntimet sekä logiikka- ja rekisterin siirtotason suunnittelun perusteet. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Gajski, D.D.: Principles of Digital Design, Prentice Hall 1997, ISBN: 0-13-301144-5. Suoritustavat: Lasku- ja laboratorioharjoitukset sekä loppukuulustelu. http://www.sci.utu.fi/tdk/oopas/99-00/fysiikka/aineopinnot.htm (4 of 20)13.2.2006 15:12:27
Aineopinnot FFYS4334 Elektrodynamiikka ja suhteellisuusteoria II (6 ov) FFYS4334 Elektrodynamiikka (3 ov) on tämän kurssin alkuosa. Tavoitteet ja sisältö: Sähködynamiikan perusteet: Maxwellin yhtälöt, hiukkasten liike sähkömagneettisessa kentässä, retardoitu potentiaali, sähköiset dipolit jne. Jälkiosassa johdetaan Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian perusyhtälöt ja sovelletaan niitä: tarkastellaan mm. planeettojen perihelin liikettä, valonsäteen taipumista ja mustia aukkoja. Kurssissa esitetään myös tarvittavat klassisten kenttäteorian, tensorilaskennan ja geometrian käsitteet ja menetelmät. Edeltävät opinnot: Suhteellisuusteoria IA sekä Sähkö- ja magnetismioppi I, II. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: C.W. Misner, K.S. Thorne, J.A. Wheeler: Gravitation, Freeman 1973; S. Weinberg: Gravitation and Cosmology, Wiley 1972. Suoritustavat: Hyväksytty osallistuminen laskuharjoituksiin ja loppukuulustelu. Kurssi luennoidaan joka toinen vuosi. SFYS4488 Elektroniikan ja tietotekniikan harjoitustyöt I (3 ov) Tavoitteet ja sisältö: Elektroniikan perusasioiden ja kytkentöjen käytännön harjoittelu. Edeltävät opinnot: Elektroniikan perusteet, Digitaalitekniikan perusteet. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus:arvela, Kuusela & Punkkinen: Elektroniikan ja tietotekniikan harjoitustyöt I, Turku - SFL -L8. Suoritustavat: 7 harjoitustyötä. Edellytyksenä on opintojakson Fysiikan harjoitustyöt II suorittaminen. Työt tehdään ETT:n opetuslaboratoriossa. Töistä laaditaan työselostus. SFYSX Elektroniikan laitesuunnittelu (5 ov) Tavoitteet ja sisältö: Tavoitteena on käydä läpi elektronisten laitteiden suunnittelua alkaen projektitasolta ja päätyen piirikorttien suunnitteluun. Kurssi koostuu lyhyistä luento-osuuksista, joissa tarkastellaan mm. projektihallintaa, laitteen määrittelyä, sähkömagneettista puhtautta, eri valmistustekniikoita jne. Käytännön harjoituksissa tutustutaan projektinhallintaohjelmaan, harjoitellaan suunnitteluohjelmien käyttöä, kytkentöjen simulointia ja piirilevyn tekoa. Projektin lopuksi kurssilaiset suunnittelevat ja dokumentoivat oman pienen laitteensa piirilevyineen. Edeltävät opinnot: Piiriteoria, analogiaelektroniikka I (Elektroniikan perusteet), digitaalielektroniikka (digitaalitekniikan perusteet) Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: luentomoniste. Suoritustavat: Harjoitustyö ryhmätyönä ja loppukuulustelu. XFYS4277 Fysiikan harjoitustyöt II (4 ov) Tavoitteet ja sisältö: Aineopintokurssien täydentäminen ja demonstroiminen. Sisältö: 11 harjoitustyötä. http://www.sci.utu.fi/tdk/oopas/99-00/fysiikka/aineopinnot.htm (5 of 20)13.2.2006 15:12:27
Aineopinnot Edeltävät opinnot: Fysiikan harjoitustyöt I. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Moniste: Komponenteista ja mittalaitteista. Moniste: Tilastomatematiikan perusteita. Moniste: Fysiikan harjoitustyöt II. Suoritustavat: Opintojakson "Fysiikan harjoitustyöt I" läpäiseminen on edellytyksenä harjoitustöiden aloittamiselle. Työt tehdään harjoitustyöosaston aukioloaikoina. Harjoitustöistä laaditaan työselostus. Töiden päätekuulustelu. XFYS4278 Fysiikan harjoitustyöt III (4 ov) Tavoitteet ja sisältö: Aineopintokurssien täydentäminen ja demonstroiminen. 9 harjoitustyötä. Edeltävät opinnot: Fysiikan harjoitustyöt I ja II. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Moniste: fysiikan harjoitustyöt III. Suoritustavat: Opintojakson "Fysiikan harjoitustyöt II" läpäiseminen on edellytyksenä harjoitustöiden aloittamiselle. Työt tehdään harjoitustyöosaston aukioloaikoina. Harjoitustöistä laaditaan selostus. Töiden päätekuulustelu. XFYS4369 Fysiikan historia (1 ov) Tavoitteet ja sisältö: Yleiskatsaus fysiikan pääalojen kehitykseen. Luonnontieteellinen ajattelu, fysiikan lait, käsitteet ja merkitykset sovelluksineen. Kurssin keskeisimpiä kohtia havainnollistetaan demonstraatioilla. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Luentomoniste. Suoritustavat: Portfolio-tyyppinen suoritus. XFYS4406 Fysiikan laitosseminaari perus- ja jatko-opiskelijoille (1 ov) Tavoitteet ja sisältö: Seminaarisarja, jossa käsitellään fysiikan ajankohtaisia tutkimusaiheita mukaanlukien laitoksen omassa piirissä tapahtuva tutkimustoiminta. Suoritustavat: Aktiivinen osallistuminen. FFYS4480 Fysiikan matemaattiset apuneuvot II (6 ov) Tavoitteet ja sisältö: Tavoitteena on opastaa opiskelija osittais-differentiaaliyhtälöihin, differentiaaligeometrian alkeisiin, Hilbertin avaruuden operaattoriteorian alkeisiin, sekä ryhmäteorian ja ryhmien esitysteorian perusteisiin. Edeltävät opinnot: Fysiikan matemaattiset apuneuvot I; matematiikan perusopinnot. Opintojaksoon liittyvää kirjallisuutta:o. Serimaa: Fysiikan Matemaattiset Menetelmät I, II, Limes ry 1991, 1992. P.J. Lahti, K. Ylinen: Johdatus Kvanttimekaniikkaan, Gummerus 1989. S. Sternberg: Group theory and physics, Cambridge 1995. Suoritustavat: Luennot, laskuharjoitukset, loppukuulustelu. http://www.sci.utu.fi/tdk/oopas/99-00/fysiikka/aineopinnot.htm (6 of 20)13.2.2006 15:12:27
Aineopinnot FFYS4291 Fysiikan mittausmenetelmät (3 ov) Tavoitteet ja sisältö: Tavoitteena on perehdyttää opiskelija fysiikan tavallisimpiin mittausmenetelmiin, antaa valmius käyttää tehokkaasti yleisimpiä mittauslaitteita ja antaa valmius suunnitella mittaus. Kurssin sisältö vaihtelee vuosittain käsittäen mm. mittaamisen periaatteet ja tarkkuus, eri suureitten mittausmenetelmiä esim. lämpötilan, paineen, etäisyyden, tiheyden, muutosnopeuden, radioaktiivisen säteilyn mittaamisesta ja käytöstä. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Moniste. Suoritustavat: Loppukuulustelu. FFYS4327 Galaksien dynamiikka (3 ov) Tavoitteet ja sisältö: Galaksien potentiaalit. Tähtien radat galakseissa. Galaksien tasapainotilat. Galaksimallien stabiliteetti. Spiraalirakenne. Pimeä aine galakseissa. Edeltävät opinnot: Taivaanmekaniikka, Galaksit ja kosmologia, Mekaniikka ja erikoinen suhteellisuusteoria, Statistinen fysiikka ja termodynamiikka. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Binney & Tremaine: Galactic dynamics, Princeton 1987. Suoritustavat: Luennot, laskuharjoitukset ja demonstraatiot, loppukuulustelu. FFYS4262 Galaksit ja kosmologia (2 ov) Tavoitteet ja sisältö: Antaa opiskelijalle yleiskuva galaksien ja koko maailmankaikkeuden synnystä, kehityksestä ja rakenteesta. Galaksien luokittelu. Tähtienvälinen aine. Kinematiikka ja massat. Elliptiset galaksit, spiraalit ja sauvaspiraalit. Galaksien vuorovaikutukset. Aktiiviset galaksit. Maailmankaikkeuden rakenne. Galaksien synty. Kosmologia. Edeltävät opinnot: Fysikaalisten tieteiden koulutusohjelman 1. vuoden kurssit tai vastaavat fysiikan ja matematiikan tiedot. Tähtitieteen peruskurssi I (suositellaan myös Tähtitieteen peruskurssi II). Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: F. Combes et al., Galaxies and cosmology, Springer 1995. Luentomoniste. Suoritustavat: Loppukuulustelu. FFYS4288 Geometrinen optiikka (2 ov) Tavoitteet ja sisältö: Perehtyminen geometriseen optiikkaan lähinnä sovelluksia silmällä pitäen.- Geometrista optiikkaa. Optisista laitteista. Edeltävät opinnot: Taustana Fysiikan matemaattiset apuneuvot II. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Moniste. Suoritustavat: Demonstraatiot ja loppukuulustelu. FFYS4326 Havaitseva tähtitiede I (3 ov) http://www.sci.utu.fi/tdk/oopas/99-00/fysiikka/aineopinnot.htm (7 of 20)13.2.2006 15:12:27
Aineopinnot Tavoitteet ja sisältö: Opiskelijan perehdyttäminen optisen astronomian tärkeimpiin havaintoja analyysimenetelmiin. Kurssilla käsitellään mm. uudet teleskooppiratkaisut ja havaintotekniikat, CCD-kameran toiminta ja käyttö tähtitieteessä, kuvankäsittelyn perusteet sekä fotometrian, spektroskopian, polarimetrian ja astrometrian perusteet. Edeltävät opinnot: Tähtitieteen peruskurssi. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Karttunen, H. et al.: Tähtitieteen perusteet, Kitchin, C. R.: Astrophysical techniques. Suoritustavat: Luennot, demonstraatiot, loppukuulustelu. FFYSX Havaitseva tähtitiede II (2 ov) Tavoitteet ja sisältö: Opiskelijan tutustuttaminen korkeaenergisen astrofysiikan havaintomenetelmiin. Käsiteltäviä asioita ovat mm.: Ilmakehän taustasäteilyn vaikutus havaintoihin kaikilla elektromagneettisen säteilyn aallonpituuksilla. Korkeaeneregisen tähtitieteen säteilyprosessit. Radiotähtitieteessä käytetyt instrumentit ja havaintomenetelmät. Radiotaivaan kohteet. Röntgen- ja gammatähtitieteessä käytetyt instrumentit ja havaintomenetelmät. Radio ja Gammataivaan kohteet. Hiukkastähtitieteen instrumentit ja kohteet. Edeltävät opinnot: Havaitseva tähtitiede I Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Longair: High Energy Astrophysics I ja II (1992-2. painos). Kraus: Radioastronomy (1986-2. painos). Suoritustavat: Luennot, demonstraatiot ja loppukuulustelu. FFYS4525 Havaitseva tähtitiede III (2 ov) Tavoitteet ja sisältö: Opiskelijan perehdyttäminen modernin tähtitieteen havainto- ja analyysimenetelmiin. Kurssilla käsitellään mm. seuraavia asioita: (1) infrapunatähtitieteen havaintomenetelmiä, säteilymekanismeja, kohteita, eroa optiseen tähtitieteeseen. (2) Satelliittien havaintomenetelmät ja aallonpituusalueet. (3) Optisen ja infrapunapolarisaation havaintomenetelmät, säteilymekanismit ja kohteet. Edeltävät opinnot: Havaitseva tähtitiede I & II. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Ilmoitetaan myöhemmin. Suoritustavat: Luennot, loppukuulustelu. SFYS HDL-pohjainen suunnittelu (3 ov) Tavoitteet ja sisältö: Digitaalisten järjestelmien suunnitteluprosessi. Logiikkasuunnittelu. Laitteistonkuvauskielet. VHDL-pohjaisen järjestelmän mallintaminen ja simulointi. Kombinaatioja sekvenssikomponentit. Datavuo- ja kontrollijärjestelmät. Systemaattiset kuvaus- ja suunnittelumenetelmät. Väylä, prosessori- ja tietoliikennejärjestelmien mallinnusproblematiikka. Edeltävät opinnot: Digitaalielektroniikka (digitaalitekniikan perusteet). Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Ilmoitetaan myöhemmin. Suoritustavat: Pakolliset laboratorioharjoitukset. http://www.sci.utu.fi/tdk/oopas/99-00/fysiikka/aineopinnot.htm (8 of 20)13.2.2006 15:12:27
Aineopinnot FFYS4372 Hiukkasfysiikka (3 tai 1.5 ov) Tavoitteet ja sisältö: Kurssin alan oppisanaston, fenomenologian ja menetelmien esittäminen siten, että opiskelija saa alustavan valmiuden alan tieteellisen kirjallisuuden lukemiseen. Lyhyiden laskutehtävien ratkaisemisen opettaminen kyseisellä alalla. Innostavien viimeaikaisten tieteellisten keksintöjen selostaminen kyseiseltä alalta. - Hiukkasfysiikan asema fysiikassa. Peruskäsitteitä. Alkeishiukkasten systematiikka ja rakenne. Relativistiset aaltoyhtälöt. Feynmanin diagrammit. Virtuaaliset hiukkaset. Hiukkasprosessit ja vuorovaikutusten pääpiirteet. Heikko ja sähkömagneettinen vuorovaikutus. Kvarkki-antikvarkki - potentiaali. Vahvojen vuorovaikutusten teoriasta. Kiihdyttimet. Suihkujen törmäytyskoneet. Sähköisten hiukkasten ja säteilyn vuorovaikutukset väliaineessa. Hiukkasilmaisimet. Edeltävät opinnot: Taustana kurssit Fysiikan matemaattiset apuneuvot I sekä Kvanttifysiikka I. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Kaksi kurssimonistetta. Suoritustavat: Demonstraatiot ja loppukuulustelu. SFYS4463 Integroitujen piirien suunnittelu ja valmistus (5 ov) Tavoitteet ja sisältö: Katsaus puolijohdefysiikkaan, puolijohde-elimien fysikaaliset toimintaperiaatteet. Integroitujen piirien rakenne ja niiden valmistusmenetelmät sekä niiden suunnittelu lähtien aktiivisista piirielimistä ja niiden malleista. Bipolaari- ja MOS-prosessit, D/A ja A/D-muuntimet. Edeltävät opinnot: Analogiaelektroniikka I (Elektroniikan perusteet), Puolijohteiden fysiikka. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus:ihantola & Punkkinen: Integroitujen piirien suunnittelu ja valmistus, Turku-SFL-L6. Suoritustavat: Demonstraatiot. Välikuulustelut tai loppukuulustelu. FFYS4502 Kaaoksen alkeet (2 ov) Tavoitteet ja sisältö: Monet luonnossa esiintyvät ilmiöt ovat kaoottisia, mutta vasta aivan viime vuosina niitä on ryhdytty tutkimaan systemaattisesti. Nykyisin kaaoksen alkeiden tunteminen voidaan katsoa kuuluvan tutkijan ja erityisesti opettajan perussivistykseen. Tällä kurssilla käydään läpi tärkeimpiä kaaokseen liittyviä peruskäsitteitä ja ilmiöitä; yksi näistä on kysymys siitä, miten yksinkertaisenkin deterministisen systeemin käyttäytyminen voi näyttää sattumanvaraiselta, "kaoottiselta". Kurssin seuraaminen ei edellytä matemaattisia perustietoja paljon yli lukion oppimäärän, joten se soveltuu myös ns. pehmeiden luonnontieteiden tutkijoille. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Moniste. Suoritustavat: Loppukuulustelu. SFYS4330 Kiinteän olomuodon fysiikka I (5 ov) http://www.sci.utu.fi/tdk/oopas/99-00/fysiikka/aineopinnot.htm (9 of 20)13.2.2006 15:12:27
Aineopinnot Tavoitteet ja sisältö: Antaa opiskelijalle perustiedot kiinteän olomuodon fysiikan keskeisistä käsitteistä ja malleista käyttäen atomi- ja kvanttifysikaalista lähestymistapaa. Kiinteiden aineiden rakenne ja käänteishila. Koheesio ja elastinen deformaatio. Hilavärähtelyt ja aineen sähköinen polarisaatio. Elektronisysteemin vapaaelektronimalli. Edeltävät opinnot: Kvanttifysiikka IA. Statistinen fysiikka ja termodynamiikka. Atomi- ja molekyylifysiikka. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Lähteenkorva, E.E.: Materiaalifysiikka ja /tai Kittel, C.: Introduction to Solid State Physics. Suoritustavat: Välikokeet (2 kpl) sekä hyväksytty osallistuminen demon-straatioihin. SFYS4493 Kvanttifysiikka I (A+B) (3+2 ov) Tavoitteet ja sisältö: Kurssin suorittanut opiskelija ymmärtää mikro- ja makrosysteemien fysikaalisen käyttäytymisen erot, tuntee kvanttimekaniikan perusolettamukset ja niistä aiheutuvat tärkeimmät tulokset ja rajoitukset sekä kvanttilukujen, säilymislakien ja kieltosääntöjen yhteyden symmetriaan ja osaa suorittaa kvanttimekaanisia laskuja yksinkertaisilla systeemeillä, mm. vetyatomilla. Kvantti-ilmiöiden esiintyminen ja atomimallin kehitys, aaltopaketti, epämääräisyysperiaate, ajasta riippuva ja riippumaton Schrödinger-yhtälö, aaltofunktio, yksinkertaisten Schrödingeryhtälöiden ratkaisuja, valintasäännöt ja pariteetti, keskeiskenttä, kiertoimpulssi ja sen säilyminen, vetyatomi, kvanttimekaniikan yleisiä periaatteita, monihiukkassysteemit, ajasta riippumattomat häiriöt, kiertoimpulssin yhteys rotaatioon ja matriisialkiot, vapaa elektroni magneettikentässä. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Gaziorowicz, S.: Quantum Mechanics, luvut 2-10, 12 3 ov (A) + luvut 11, 14, 16 5 ov (A+B) Suoritustavat: Väli- ja loppukuulustelut. FFYS4508 Kvanttifysiikka II (6 ov) Tavoitteet ja sisältö: Tavoitteena on tutustuttaa opiskelija a) kvanttimekaniikan perusformalismiin, b) tavallisimpiin häiriöteoreettisiin menetelmiin, c) kentän kvantisointiin ja sen seurauksiin, d) sirontateoriaan ja e) sovelluksiin atomi-, molekyyli- ja hiukkasfysiikan aloille. Edeltävät opinnot: Edellytetään Kvanttifysiikka I (A+B). Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus:gasiorowicz, S.: Quantum Physics, luvut 15-25. Messiah, A.: Quantum Mechanics. Baym, G.: Lectures on Quantum Mechanics. Suoritustavat: Loppukuulustelu. SFYS4289 Materiaalitiede I (2 ov) http://www.sci.utu.fi/tdk/oopas/99-00/fysiikka/aineopinnot.htm (10 of 20)13.2.2006 15:12:27
Aineopinnot Tavoitteet ja sisältö: Johdatus materiaalien rakenteen ja ominaisuuksien tuntemiseen. Keskeiset aihepiirit ovat kiinteän aineen rakenne, kidevirheet, faasimuutokset ja -diagrammit sekä materiaalien mekaaniset ominaisuudet ja erilaisten lämpökäsittelyjen vaikutus metallisten materiaalien ominaisuuksiin. Edeltävät opinnot: Suositellaan kursseja Statistinen fysiikka ja termodynamiikka sekä Atomija molekyylifysiikka. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Callister, W.D. Jr.: Materials Science and Engineering: An Introduction (4 th ed.), Wiley & Sons, 1997. Suoritustavat: Loppukuulustelu sekä hyväksyttävästi suoritetut demonstraatiot. SFYS4294 Materiaalitieteen tutkimusmenetelmät I (2 ov) Tavoitteet ja sisältö: Perehtyminen eräisiin yleisiin materiaalien tutkimusmenetelmiin ja niistä saatavaan informaatioon. - Säteilyn ja aineen välinen vuorovaikutus. Optinen mikroskopia. Röntgen-fluorensenssi (XRF) ja röntgenmikroanalyysi (EPMA). Elektronimikroskopia (SEM, TEM). Näytteiden valmistaminen ja käsittely sekä materiaalien mekaanisten ominaisuuksien testausmenetelmät. Edeltävät opinnot: Atomi- ja molekyylifysiikan ja kiinteän olomuodon fysiikan perusteiden tuntemus suositeltavaa. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Eberhart, J.P.: Structural and Chemical Analysis of Materials, Wiley & Sons. Luentomoniste. Suoritustavat: Loppukuulustelu sekä hyväksyttävästi suoritetut demonstraatiot. FFYS4523 Mekaniikka (4 ov) Opintojakson tavoitteet ja sisältö: Opiskelijan perehdyttäminen kinematiikan ja dynamiikan perusteisiin. Newtonin mekaniikasta Lagrangen liikeyhtälöihin. Edeltävät opinnot: Johdatus fysikaalisiin tieteisiin. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: G.R. Fowles and G.L. Cassiday: Analytical Mechanics, 6th ed., Harcourt. Suoritustavat: Välikuulustelut 2 kpl tai loppukuulustelu. SFYSX Mikroprosessorit (3 ov) Tavoitteet ja sisältö: Perehtyä mikroprosessorien rakenteeseen ja käyttöön sekä mikroprosessorisysteemien toteutukseen. Prosessorihierarkia, väylien rakenne ja ajoitukset, muistit, käskykanta, I/O- toiminnot, oheisprosessorit. Katsaus markkinoilla oleviin prosessoriperheisiin ja PC-tietokoneen rakenteeseen. Kurssin loppuosassa tutustutaan kontrolleriprosessoriin 16F84, sen käyttöön ja ohjelmointiin. Edeltävät opinnot: Digitaalielektroniikka (Digitaalitekniikan perusteet). Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Luentomoniste ja prosessorin 16F84 valmistajan materiaalia (eng). http://www.sci.utu.fi/tdk/oopas/99-00/fysiikka/aineopinnot.htm (11 of 20)13.2.2006 15:12:27
Aineopinnot Suoritustavat: Pakollinen laajempi ohjelmointitehtävä kontrolleriprosessorille 16F84 ja loppukuulustelu. XFYS4370 Opettajan linjan seminaari (1 ov) Tavoitteet ja sisältö: Fysiikan lakien ja teorioiden soveltaminen arkielämän ilmiöihin sekä niiden ymmärtäminen kokonaisvaltaisesti käyttäen hyväksi fysiikan yleisiä periaatteita. Esimerkkejä modernin fysiikan ilmiöistä. Erilaiset opiskelu- ja oppimisympäristöt. Ilmiöiden demonstrointi. Suoritustavat: Osallistuminen seminaarityöskentelyyn, seminaariesitelmä ja siihen liittyvä kirjallinen työ. FFYS4272 Optinen fysiikka (2 ov) Yleisluonteiset tavoitteet: Samat kuin hiukkasfysiikan kurssissa, optiseen fysiikkaan sovellettuina. Erityisluonteiset tavoitteet: Korostus, että optinen fysiikka on fysiikan tutkimuksen ja soveltamisen kohteena erityisen tärkeä (koska valon massattomia alkeishiukkasia, fotoneja, syntyy ja esiintyy runsaasti sekä luonnonilmiöissä että käytännön sovelluksissa). Korostus, että optisen fysiikan tutkimus ja sovellus on nykyään antoisaa, kun teknologia tarjoaa uusia mahdollisuuksia (esimerkiksi laserit). Tavoitteena on myös aaltoilmiöiden laajahko käsittely muita fysiikan aloja silmällä pitäen. Sisältö: Aallot, sähkömagneettiset aallot, polarisaatio ja anisotrooppiset väliaineet, interferenssi heijastumisen yhteydessä, diffraktio, kvanttioptiikka. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Kurssimoniste. Suoritustavat: Demonstraatiot ja loppukuulustelu. FFYS4432 Optoelektroniikka (3 ov) Tavoitteet ja sisältö: Optoelektronisten komponenttien tuntemus. Laserien rakenteen ja ominaisuuksien tuntemus. Perehtyminen mittaus- ja tutkimusmenetelmiin. Suoritustavat: Loppukuulustelu. SFYSX Piiriteoria I (3 ov) Tavoitteet ja sisältö: Elektronisten piirien analysointi ja mallintaminen käsittäen mm seuraavia aiheita: Analyysimenetelmiä. Resistiiviset, induktiiviset ja kapasitiiviset piirit. Signaalien kompleksilukuesitys. Operaatiovahvistimet. Simulointiohjelmat. Kaksiportit. Fourier- ja Laplace muunnosten käyttö piiriteoriassa. Kirjallisuus: J.W. Nilsson, S.A. Riedel: Electric Circuits, Addison Wesley World Student Series; ISBN: 0201400138. Suoritustavat: Loppukuulustelu http://www.sci.utu.fi/tdk/oopas/99-00/fysiikka/aineopinnot.htm (12 of 20)13.2.2006 15:12:27
Aineopinnot SFYSX Piiriteoria II (3 ov) Tavoitteet ja sisältö: Sähkömagnetiikan käyttö ja sovellukset radio- ja mikroaalto- taajuuksilla: Dynaamiset sähkömagneettiset kentät, jännite- ja virta-aallot siirtolinjoissa, mikroliuskajohtimet, aaltoputket, antennit. Esitiedot: Sähkö- ja magnetismioppi 1, Piiriteoria I. Kirjallisuus: D.K. Cheng: Field and Wave Electromagnetics (Ch 7-11). Addison Wesley. Suoritustavat: Loppukuulustelu SFYSX Puolijohdetekniikka (3 ov) Tavoitteet ja sisältö: Komponenttien mallintaminen ja mittaaminen. Puolijohteiden prosessit. Puhdastila työskentely. Komponentin prosessointi. Edeltävät opinnot: Integroitujen piirien suunnittelu ja valmistus. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Ilmoitetaan myöhemmin. Suoritustavat: Harjoitustyö ja loppukuulustelu. FFYS4331 Puolijohteiden fysiikka (4 ov) Tavoitteet ja sisältö: Lähtien yleisen kiinteän olomuodon fysiikan pohjalta antaa opiskelijalle perustiedot puolijohteiden toiminnan perustana olevista ilmiöistä. Kiteet ja kiinteän aineen muodot, metallien johtoelektronit, puolijohteiden elektronien statistiset jakautumat, elektronien kuljetus-ominaisuudet puolijohteissa, puolijohteiden energiavyöt, ylimäärä-varauksenkuljettajat, kontinuiteetti- ja virtatiheysyhtälöt, p-n liitoksen valmistusmenetelmät ja ominaisuudet. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Luentomoniste, joka perustuu kirjoihin Blakemore, J. S.: Solid State Physics, luvut 3.4, 3.5, 4. McKelvey, J. P.: Solid-State and Semiconductor Physics, luvut 9, 10 ja 13. Sze, S.M.: Physics of Semiconductor Devices, sivut 7-92. Suoritustavat: 2 välikoetta tai loppukuulustelu. FFYS4519 Radioastronomia (3 ov) Tavoitteet ja sisältö: Kurssissa perehdytään radioastronomisiin mittauslaitteisiin ja havaintomenetelmiin sekä radioastronomian teoreettiseen tutkimukseen painottaen erityisesti Metsähovissa ja SEST-teleskoopilla tehtävää korkeiden radiotaajuuksien tutkimustyötä. Kurssi luo valmiudet osallistua Turun yliopiston ja Teknillisen korkeakoulun yhteiseen radioastronomian tutkimusprojektiin. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Luentomoniste, sekä osia mm. kirjoista W.N. Christiansen & J.A. Högbom: Radiotelescopes, Cambridge U. Press 1985; Kristen Rohlfs: Tools of Radio Astronomy, Springer-Verlag 1996; J.D. Kraus: Radio Astronomy, Cygnus- Quasar Books 1994. Edeltävät opinnot: Suositellaan tähtitieteen aineopintoja, erityisesti Havaitseva tähtitiede II ja http://www.sci.utu.fi/tdk/oopas/99-00/fysiikka/aineopinnot.htm (13 of 20)13.2.2006 15:12:27
Aineopinnot Astrofysiikka I. Suoritustavat: Luennot, harjoitustyö Metsähovin radioteleskooppia käyttäen ja loppukuulustelu. FFYS4358 Radiointerferometria (3 ov) Tavoitteet ja sisältö: Luennot ovat jatkoa kurssille Radioastronomia, mutta ne voidaan myös suorittaa omana itsenäisenä kokonaisuutenaan. Kurssissa perehdytään pitkäkantainterferometrian (VLBI) teoriaan ja käytäntöön sekä interferometristen menetelmien käyttöön muussa tähtitieteen tutkimuksessa (optinen ja infrapunainterferometria, satelliitit). Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Luentomoniste. Edeltävät opinnot: Radioastronomia. Lisäksi suositellaan Havaitseva tähtitiede II (vastaa entistä kurssia Tähtitieteen havaintomenetelmät I). Suoritustavat: Luennot, demonstraatiot tai harjoitustyö ja loppukuulustelu. SFYSX Radiotekniikan laboratoriotyöt (5 ov) Tavoitteet ja sisältö: Kurssi sisältää noin 1,5 ov:n laajuisen luento-osuuden RF-mittalaitteista sekä mittaustekniikan perusteista. Laboratoriotyöt liittyvät kursseille RF-tekniikan perusteet sekä RF-lohkojen suunnittelu. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: A. Lehto, A. Räisänen: Mikroaaltomittaustekniikka, Otatieto, Helsinki 1991. SFYSX Radiotekniikan perusteet (3 ov) Tavoitteet ja sisältö: Kurssilla käsitellään radioaaltojen synnyttämiseen, hallitsemiseen, havaitsemiseen ja hyödyntämiseen tarvittavaa tekniikkaa sovelluksineen. Kurssiin liittyy sekä harjoitustehtäviä että käytännön harjoitustöitä. Esitiedot: Piiriteoria II. Kirjallisuus: Räisänen, Lehto: Radiotekniikka. (Luvut 1-4, 9-13). Otatieto. Suoritustavat: Luennot, demonstraatiot ja loppukuulustelu. SFYSX RF-lohkojen suunnittelu (5 ov) Tavoitteet ja sisältö: Opintojaksolla syvennetään RF-tekniikan perusteet -kurssin tietoja. Sirontaparametrit ja niiden käyttö RF-lohkojen suunnittelussa. Lähettimet ja vastaanottimet analogisessa ja digitaalisessa tiedonsiirrossa. Radiotie ja sen asettamat rajoitukset. Järjestelmän fysikaalisten ominaisuuksien asettamat rajoitteet. Vastaanotinarkkitehtuurit. Järjestelmien spesifiointi. Radiotaajuuksilla toimivien lohkojen, kuten piensignaali- ja tehovahvistimien, oskillaattorien sekä sekoittimien systemaattiset suunnittelumenetelmät. Edeltävät opinnot: RF-tekniikan perusteet. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Krauss: Solid-State Radio Engineering, Wiley, http://www.sci.utu.fi/tdk/oopas/99-00/fysiikka/aineopinnot.htm (14 of 20)13.2.2006 15:12:27
Aineopinnot julkaistaan 1999 tai Lee T.H.: The Design of CMOS Radio-Frequency Integrated Circuits, Cambridge 1998. Suoritustavat: Laskuharjoitukset ja loppukuulustelu. SFYSX RF-tekniikan perusteet (5 ov) Tavoitteet ja sisältö: Johdatus RF-piiritekniikkaan. Passiiviset RF-komponentit, siirtolinjat ja sovittaminen. Sirontaparametrit. Vastaanottimen rakenne. Peruskatsaus radiolähettimen ja - vastaanottimen rakenneosiin kuten RF-vahvistimiin, kytkimiin, suodattimiin, sekoittimiin, oskillaattoreihin ja vaihelukkoihin sekä niiden suunnitteluun. Kohinan ja särön aiheuttamat ongelmat radiolaitteissa. Simulointiohjelmien käyttö suunnittelussa. Edeltävät opinnot: Sähkö- ja magnetismioppi I & II ja piiriteoria II (Elektroniikka III). Opintojaksoihin liittyvä kirjallisuus:rutledge, D: The Electronics of Radio, Cambridge University Press, 1999 ja/tai Krauss: Solid-State Radio Engineering, Wiley, julkaistaan 1999. Suoritustavat: laskuharjoitukset ja loppukuulustelu. SFYS4521 Signaaliprosessorit (3 ov) Tavoitteet ja sisältö: Kurssin tavoitteena on antaa opiskelijalle perustiedot digitaalisen signaalinkäsittelyn algoritmien toteuttamisesta signaaliprosessorilla. - Signaaliprosessorin arkkitehtuurin yleispiirteet, tavallisimpien prosessoreiden tunnusluvut, kiinteän pilkun aritmetiikkaa käyttävän signaaliprosessorin ohjelmointi. Yksityiskohtaisempi tutustuminen TMS320C54X-prosessoriin ja tämän kehitystukilaitteistoon. Digitaalisen signaalinkäsittelyn algoritmin toteuttaminen pakollisena harjoitustyönä TMS320C54X-prosessorilla. Edeltävät opinnot: Tietoliikennetekniikka I, Digitaalinen signaalinkäsittely I sekä digitaaliset tietoliikennejärjestelmät. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Luentomoniste, prosessorin datakirja (pdf) Suoritustapa: Pakolliset laboratoriotyöt ja harjoitustyö. FFYS4469 Statistinen fysiikka (6 ov) Tavoitteet ja sisältökurssissa käsitellään statistisen fysiikan periaatteita ja formulointia lähtien liikkelle informaation käsitteestä. Tarkasteltavia asioita ovat mm. informaatio ja entropia, statistiset jakaumat ja ensemblet, termodynaaminen tasapaino, ideaalikaasu, faasimuutokset, spinsysteemit sekä vuorovaikuttavat systeemit. Edeltävät opinnot: Kvanttifysiikka I, Sähkö- ja magnetismioppi I, Teoreettinen mekaniikka. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Robertson, H.S.: Statistical Thermophysics, Prentice-Hall 1993. Suoritustavat: Hyväksytty osallistuminen laskuharjoituksiin ja loppukuulustelu. Kurssi luennoidaan joka toinen vuosi. http://www.sci.utu.fi/tdk/oopas/99-00/fysiikka/aineopinnot.htm (15 of 20)13.2.2006 15:12:27
Aineopinnot FFYS4497 Statistinen fysiikka ja termodynamiikka (4 ov) Tavoitteet ja sisältö: Perehtyminen termodynamiikan pääsääntöihin ja termodynamiikan ja statistisen mekaniikan välisiin yhteyksiin. Valmiuksien kehittäminen sovelluksiin. - Klassillinen statistinen mekaniikka, termodynamiikka, faasimuutokset, vapaat energiat, termodynamiikan sovelluksia, kuljetusilmiöt, kaasujen termisiä ominaisuuksia, kvanttistatistiikat. Edeltävät opinnot: Kvanttifysiikka I. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Luentomoniste. Suoritustavat: 2 välikoetta tai loppukuulustelu. FFYS4294 Suhteellisuusteoria I (A+B) (1 + 2 ov) Tavoitteet ja sisältö: Opiskelijan harjaannuttaminen suhteellisuusteorian peruskäsitteisiin. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Sears & Brehme: Introduction to the Theory of Relativity, Addison Wesley. Suoritustavat: Loppukuulustelu. FFYS4257, FFYS4258 Sähkö- ja magnetismioppi I ja II (4 ov ja 2 ov) Tavoitteet ja sisältö: Tavoitteena on antaa opiskelijalle riittävän laajat klassista sähkömagnetismia koskevat perustiedot. Opintojaksossa tarkastellaan sekä levossa että liikkeessä olevia sähkövarauksia, staattisia ja muuttuvia sähkö- ja magneettikenttiä sekä näiden keskinäisiä vuorovaikutuksia tyhjiössä ja aineessa. Opintojaksossa perehdytään myös sähköisten ja magneettisten piirien laskennalliseen analysointiin sekä tutustutaan sähkö- ja magnetismiopin eräisiin sovelluksiin. Edeltävät opinnot: Opintojaksossa edellytetään vektorilaskennan (Fysiikan matemaattiset apuneuvot II) riittävää hallintaa. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Luentomoniste ja esim. Duffin, J.: Electricity and Magnetism, 4th ed., McGraw-Hill Book Co., 1990. Suoritustavat: Demonstraatiot ja loppukuulustelu. FFYS4343 Taivaanmekaniikka (2 ov) Tavoitteet ja sisältö: Opiskelijan perehdyttäminen painovoimateorian sovelluksiin aurinkokunnassa ja tähtijärjestelmässä. Keplerin lait, kahden kappaleen ongelma, häiriöteorian perusteet, muutaman kappaleen ongelma, N:n kappaleen ongelma. Edeltävät opinnot: Mekaniikka. Opintojaksoon liittyvä kirjallisuus: Luentomoniste; J.M.A. Danby: Fundamentals of Celestial Mechanics. Suoritustavat: Demonstraatio, loppukuulustelu. FFYS4333 Teoreettinen mekaniikka (6 ov) http://www.sci.utu.fi/tdk/oopas/99-00/fysiikka/aineopinnot.htm (16 of 20)13.2.2006 15:12:27