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

Arviointiasteikko

H-5

Sisällön jaksotus

Värähtely- ja aalto-oppia: pyörimisliike, momentti, hitausmomentti, erilaiset värähtelijät, valo ja ääni aaltoliikkeenä.
Lämpöoppia: lämpötila-asteikot, lämpölaajeneminen, ominaislämpökapasiteetti, lämmön siirtyminen.

Tavoitteet

Opintojaksolla opitaan lämmön ja lämpötilan olemuksen ja tietämään lämpöenergiaan ja sen leviämiseen liittyvät keskeiset lainalaisuudet. Opit keskeiset värähdys- ja aaltoliikkeeseen liittyvät käsitteet ja ymmärrät värähtelyjen merkityksen koneissa ja laitteissa sekä ymmärrät sähkömagneettisen induktion (sinimuotoinen vaihtosähkö) värähdysliikkeenä. Opit käsittelemään ja raportoimaan laboratoriotöiden mittaustuloksia.

Toteutustavat

Luennot, laskuharjoitukset, kotitehtävät, laboraatiot, raportointi

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 2024. Luennot ja laskuharjoitukset etänä moodlessa ja Zoomissa. Laboroinnit lähiviikolla ja näistä raportoinnit moodlessa.

Oppimateriaalit

Insinöörin (AMK) Fysiikka osat 1 ja 2; Peltonen, Hautamäki; Lahden Teho-Opetus OY,

Taulukkokirja,

Graafinen laskin,

Moodlemateriaali,

ZOOM-materiaali

Opetusmenetelmät

Luennot, laskuharjoitukset ja laboraatiot sekä raportointi.

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Opiskelija osaa käyttää lämpöopin ja värähdysliikkeiden perusmittalaitteita. Opiskelija osaa kertoa erilaisia lämpötila-asteikoita. Opiskelija osaa esitellä lämpölaajenemisen merkityksen koneissa ja laitteissa. Opiskelija osaa kertoa lämmön vaikutuksen resistanssiin. Opiskelija osaa kertoa värähtelyjen merkityksen koneissa ja laitteissa. Opiskelijan mittaustulosten käsittelyssä ja raportoinnissa on vielä puutteita ja virheitä.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Opiskelija osaa lämpöenergian ja sen leviämiseen liittyvät lainalaisuudet. Opiskelija osaa lämpösäteilyn. Opiskelija osaa kertoa lämpöpumpun toimintaperiaatteen.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Opiskelija osaa momentin ja hitausmomentin merkityksen kappaleiden liikkeeseen. Opiskelija osaa valon kahtaalaisen luonteen (aalto- ja hiukkasluonteen). Opiskelija osaa kertoa erilaisten heilurien periaatteet. Opiskelija ymmärtää sähkömagneettisen säteilyn värähdysliikkeenä ja osaa ratkaista sinimuotoisen vaihtosähkön suureita. Opiskelija osaa käsitellä mittaustuloksia ja raportoida niistä hyvällä suomen kielellä.

Esitietovaatimukset

Fysiikan perusteet