Fysiikan laboratoriotyöt (FYSLM0003), 3 op

Perustiedot

Esitietovaatimukset

Sisältö (ydinaines ja -osaaminen)

Fysiikan eri osa-alueisiin liittyviä kokeellisia mittauksia tehdään pienryhmissä. Mittauksissa käytetään sekä perusmittavälineitä että tietokoneeseen liitettyjä antureita. Oppitunneilla perehdytään myös mittaustiedon matemaattisiin käsittelymenetelmiin ja tulosten epätarkkuuden arviointiin. Useissa mittauksissa käytetään tietokoneita tiedon keräämiseen ja analysoimiseen sekä graafiseen esittämiseen. Mittausepävarmuuden arvioinnin peruskäsitteet ja menetelmät esitellään ja arviointia sovelletaan töiden yhteydessä. Laboratoriotöistä laaditaan kirjallisia selostuksia, joissa selvitetään havainnollisesti mittausjärjestelyihin, tulosten käsittelyyn ja tulosten epätarkkuuden arviointiin liittyvät oleelliset asiat sekä ilmoitetaan lopputulokset ja niiden epävarmuus.

Sisältö (täydentävä ja erityisosaaminen)

Pienryhmissä tehtäviä töitä tehdään 8-10 kappaletta. Töiden aiheet voivat olla esimerkiksi seuraavia:
Anturien kalibrointi, tarkkuus ja tietokonepohjainen mittajärjestelmä
Jousivakio, jousivärähtelyt ja maan vetovoiman kiihtyvyys
Kimmo- ja liukukertoimen määrityksiä
Kitkavakioiden mittaus voima- ja kiihtyvyys-antureilla
Harmoninen liike
Dynaaminen rata
Hissin ja ihmisen liikkeen dynamiikka
Veden ominaishöyrystymislämmön määritys
Pomppivan pallon energetiikka
Kalorimetrisia mittauksia
Lämpösäteilymittauksia
Pintajännityksen määritys
Kondensaattori ja väliaineen permittiivisyys
RC-piiri tai diodien ominaisuudet
Sähkömagneettinen induktio
Termistorien ja platinavastusanturin lämpötilariippuvuus
Elektronin varauksen suhde sen massaan
Linssit
Spektrometri, hila, prisma ja taitekerroin
Radioaktiivisuusmittauksia
Gamma- ja beta-säteilyn absorptio
Mikroaallot: diffraktio, interferometri
Germaniumiumin johtavuus- ja valenssivyön välisen energia-aukon mittaus
Planckin vakion määritys valosähköisen ilmiön avulla
GPS

Tiedolliset oppimistulokset (ydinaines ja -osaaminen)

Opintojakso antaa opiskelijalle näkemystä fysiikan kokeellisesta perustasta. Opiskelija oppii, miten hallittuja kokeita suoritetaan fysiikan lakien testaamiseksi. Samalla se antaa monipuolisen kuvan sekä perinteisistä mittalaitteista että tietokoneavusteisista laitteistoista, joiden avulla voidaan esimerkiksi havainnoida ja samalla tallentaa tietoa ajallisesti muuttuvista suureista.

Taidolliset oppimistulokset (ydinaines ja -osaaminen)

Opintojaksoa suorittaessaan opiskelija saa kokemusta mittaamisesta. Opiskelija oppii käyttämään monia mittalaitteita käytännössä ja tulee tietoiseksi nykyaikaisten mittauslaitteiden ja järjestelmien mahdollisuuksista. Opiskelija oppii soveltamaan tietokoneavusteisia mittausjärjestelmiä ja tulostenkäsittelymenetelmiä, kehittyy arvioimaan mittaustulosten ja niistä laskettujen suureiden tarkkuutta ja suureyhtälöiden pätevyysaluetta sekä harjaantuu työselostusten kirjoittamiseen.

Kirjallisuus ja muu materiaali

Arminen E, Mäkelä R, Mäkinen E, Puhakka P, Vierinen K, Fysiikan laboratoriotyöt, 1998, Tammertekniikka
Portaalissa jaettava materiaali

Opetusmenetelmät

Laboratoriotyöt 42 h
Harjoitustyöt 10 h
Opiskelijan itseopiskelu: -
Yhteensä: -
Kuormittavuusanalyysin seuranta tehty: -

Opiskelijan kuormittavuus

Arvioinnin perusteet

Arviointi perustuu pääosin laboratoriotöistä tehtyihin työselostuksiin. Puolet selostuksista tehdään henkilökohtaisina ja toinen puoli ryhmän yhteistyönä. Kaikista töistä tehdään kuitenkin vähintään henkilökohtainen tiivistelmä. Selostusten tulee olla hyvin jäsenneltyjä, täsmällisiä, selviä, kieleltään tiiviitä ja helppolukuisia. Itsenäinen työskentely, perehtyminen työn aihepiiriin ja aktiivisuus töiden yhteydessä esiin tulevien ongelmien ratkaisussa vaikuttavat arvosanaa nostavasti.

Koulutusohjelmakohtaiset kompetenssit

Teoreettinen perusta ja matemaattis-luonnontieteelliset valmiudet (T)