Lämpöoppi, värähtely- ja aalto-oppi (5 op)

Arviointiasteikko

H-5

Sisällön jaksotus

Pyörimisliike, momentti ja hitausmomentti
Värähdysliikkeen peruskäsitteet, yksinkertainen harmoninen värähtelijä, harmoninen jousi,matemaattinen heiluri, fysikaalinen heiluri
Aaltoliikkeen peruskäsitteitä, mekaaninen aaltoliike, aallon nopeus, aaltojen heijastuminen ja siirtyminen väliaineesta toiseen, aaltojen superpositio,etenevän aallon matemaattinen esitys, aaltoyhtälö, seisovat aallot.
Erivaiheisten sähköjännitteiden interferenssi, sähkömagneettinen induktio ja värähtelyt sähköpiireissä.
Lämpötila-asteikot, lämpölaajeneminen, aineen lämpöopilliset ominaisuudet, ominaislämpökapasiteetti, latenttilämpö, lämmön siirtyminen, lämpösäteily, termodynamiikkaa, lämpövoimakone.

Tavoitteet

Tavoitteena on että opiskelija ymmärtää lämmön ja lämpötilan olemuksen ja tietää lämpöenergiaan ja sen leviämiseen liittyvät keskeiset lainalaisuudet. Lisäksi tavoitteena on että opiskelija ymmärtää keskeiset värähdys- ja aaltoliikkeeseen liittyvät käsitteet ja ymmärtää värähtelyjen merkityksen koneissa ja laitteissa sekä ymmärtää sähkömagneettisen induktion värähdysliikkeenä.
must-know: Opiskelija tuntee ja osaa käyttää lämpöopin ja värähdysliikkeiden perusmittalaitteita. Opiskelija tunnistaa erilaisia lämpötila-asteikoita. Opiskelija ymmärtää lämpölaajenemisen merkityksen koneissa ja laitteissa. Opiskeilja ymmärtää lämmön vaikutuksen resistanssiin. Opiskelija ymmärtää värähtelyjen merkityksen koneissa ja laitteissa. Opiskelija ymmärtää sähkömagneettisen säteilyn värähdysliikkeenä.
should-know: Opiskelija tietää lämpöenergian ja sen leviämiseen liittyvät lainalaisuudet. Opiskleija tunnistaa lämpösäteilyn. Opiskeija tietää lämpöpumpun toimintaperiaatteen.
nice-to know: Opiskelija tietää momentin ja hitausmomentin merkityksen kappaleiden liikeeseen. Opiskelija tietää valon kahtaalaisen luonteen (aalto- ja hiukkasluonteen). Opiskelija tuntee erilaisten heilurien periaatteet.

Sisältö

Lämmönmittaus ja lämpötila-asteikot, lämpölaajeneminen.
Resistanssin lämpötilariippuvuus.
Lämpöenergia ja lämmön siirtyminen johtumalla, konvektiolla ja säteilemällä.
Termodynaamiset koneet.
Pyörimisliike, momentti ja hitausmomentti
Värähdysliikkeen peruskäsitteet, yksinkertainen harmoninen värähtelijä, harmoninen jousi,matemaattinen heiluri, fysikaalinen heiluri
Aaltoliikkeen peruskäsitteitä, mekaaninen aaltoliike, aallon nopeus, aaltojen heijastuminen ja siirtyminen väliaineesta toiseen, aaltojen superpositio,etenevän aallon matemaattinen esitys, aaltoyhtälö.
Sähkömagneettinen aaltoliike.

Aika ja paikka

Kevät 2021
Luennot virtuaalisesti (AC) mikäli korona rajoittaa lähitunnit.

Oppimateriaalit

Insinöörin (AMK) fysiikka osat 1 ja 2; Hautala, Peltonen; Lahden Teho-opetus
Moodlemateriaali
AC-materiaali
Taulukkokirja¨
Graafinen laskin

Opetusmenetelmät

Luennot, laskuharjoitukset, kotitehtävät, laboraatiot sekä raportointi.

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Opiskelija osaa käyttää perusmittavälineitä käsitellä mittaustuloksia laskinta hyväksi käyttäen. Tulokset ja tekemisen laatu täyttävät vain työlle asetetut minimivaatimukset. Peruslaskutoimitukset ja taulukkolaskimen käyttö tuottavat vielä vaikeuksia. Lopputuloksissa ja raportoinnissa on selkeitä asiavirheitä ja puutteita. Osaat kuvaa tekemistä lähinnä arkikielen käsittein. Ajankäyttö on hallitsematonta.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Opiskelija osaa tehdä oppimistehtävät itsenäisesti. Tulokset ja tekeminen ovat pääosin laadukasta. Tulosten raportointi on lähes virheetöntä ja etenee loogisesti. Mittaukset, tulosten käsittely ja laskurutiinit ovat jo hyvällä tasolla. Ymmärrät fysiikan ammattiaineissa käytettävänä työvälineenä. Ajankäyttö on pääosin hallinnassa.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Opiskelija osaa lämpöopin, värähtely- ja aalto-opin yleiset lainalaisuudet. Opiskelija osaa tehdä oppimistehtävät omatoimisesti ja itsenäisesti. Tulokset ja tekeminen ovat korkealaatuisia. Osaat käyttää apuna matemaattisia työvälineitä, kuten laskinta ja tietokoneohjelmistoja. Osaat soveltaa fysiikkaa ammattiaineissa. Tulosten raportointi on asioita perustelevaa ja arvioivaa virheetöntä ammatti- ja asiakieltä. Ajankäyttö on suunnitelmallista.

Esitietovaatimukset

NULL