TFY4108 Fysikk

Haustsemesteret 2012


Emnesida for haustsemesteret 2013 er her.

Eksamen 2012: oppgåver, løysingsforslag

Meldingar

Etter undervisningsperioden vil meldingar bli lagt ut her (nyaste meldingar øverst).

9/12 kl. 14.31: Spørjetime annonsert (sjå under "Eksamen").
7/12 kl. 15.05: Kommentarar om relevans av eksamensoppgåver i kvantefysikk i 74125 Fysikk lagt ut (sjå under "Eksamen").
7/12 kl. 15.00: Beklagar mangel på oppdateringar i det siste, skuldast sjukdom.
3/12 kl. 00.08: Fil om pensum lagt ut (sjå under "Eksamen").
30/11 kl. 14.06: Utkast til formelsamling for kvantemekanikk lagt ut (sjå under "Eksamen").
29/11 kl. 12.45: Dersom du ynskjer å gå opp til eksamen men manglar 1 øving for å få godkjent øvingsopplegget, send ein epost til faglærar så snart som mogeleg.
28/11 kl. 13.33: Lenke til læringsmål lagt ut etter førespurnad (sjå etter "Fagleg innhald").
28/11 kl. 13.08: Informasjon om tillatne eksamenshjelpemiddel (sjå under "Eksamen").
24/11 kl. 13.39: Trykkfeil retta i fila 'postulat.pdf' lagt ut for forelesinga 8/11: Eigenfunksjonen skal vere komplekskonjugert i uttrykket for sannsynlegheiten i del (ii) av målepostulatet.


Fagleg innhald:
Klassisk dynamikk: Punktpartikkeldynamikk. Statikk og dynamikk for stive lekamar. Konserveringslover for energi, bevegelsesmengde og spinn. Svingingar. Prinsipp for kontinuumsmekanikk. Kvantefysikk: Eksperimentelt grunnlag. Schrödingerlikninga. Nokre eksakt løysbare modellsystem. Eksempel på teknologisk relevans.

Læringsmål

Fagleg ansvarlege:
Forelesingar og øvingar: Førsteamanuensis John Ove Fjærestad
Laboratoriekurs: Førsteamanuensis Erik Wahlstrøm

Forelesingar:
Tysdag og torsdag 10.15-12.00 i R8.

Rekneøvingar:
Øvingstimar: Onsdag 10.15-12.00 (fra veke 35).
Innleveringsfrist: Fredag kl. 14.00 i hyller utanfor R1.
Gruppeinndeling (sist oppdatert 7/9; dersom du ikkje finn namnet ditt på lista, send ein epost til faglærar med fullt namn, brukarnamn, og studieprogram).
Øvingsrom og øvingslærarar.
For å få gå opp til eksamen må minst 8 øvingar vere innleverte og godkjende. Du kan få ei oversikt over dine godkjende øvingar her.
Nokre av øvingsoppgåvene vil gjere bruk av Matlab. På den nyoppretta websida NumFys vil det bli lagt ut materiale knytt til dette.

Laboratoriekurs:
Sjå eiga webside.

Lærebok:
"University Physics with Modern Physics" av H. D. Young og R. A. Freedman, 13. utg., Pearson.

Eksamen:
Eksamensdato: Fredag 14. desember.
Tillatne hjelpemiddel (kode C):
- K. Rottmann: Matematisk formelsamling (alle språkutgåver).
- Godkjend bestemt enkel kalkulator med tomt minne.
Informasjon om kva kalkulatorar som er godkjende som "bestemt enkel kalkulator" finn du her.

Om pensum

Det finst ingen tidlegare eksamensoppgåver i dette faget sidan det går for første gong i år. Eksamensoppgåver i klassisk mekanikk fra tidlegare eksamenar i TFY4115 er relevante og kan finnast her. Eksamensoppgåver i kvantefysikk fra eksamenar i 74125 Fysikk er relevante og kan finnast her.

Om relevans av eksamensoppgåver i kvantefysikk i 74125 Fysikk

Utkast til formelsamling for kvantemekanikk.

Spørjetime: måndag 10. desember kl. 13.15-14.00 i R7.

Referansegruppe:
Medlemer. Møte med referansegruppa vart haldne 21/9 og 16/11.

Forelesingsoversikt:

Dato Emne Kjelder Slides/demoar
Tys 21/8 Orientering om faget. Fysiske teoriar. Strategi for å løyse fysikkproblem. Idealiserte modellar. Einingar og prefiksar. Klassisk mekanikk. Kinematikk: Posisjon, hastigheit, akselerasjon. Konstant akselerasjon. 1.1-1.4, 3.1-3.2
slides
Tor 23/8 Prosjektilbevegelse. Sirkelbevegelse. Krefter. Newtons 1. lov. Inertialsystem. Newtons 2. lov. Masse og vekt. 3.3-3.4, 4.1-4.4 (3.5)
Tys 28/8 Masse og vekt. Newtons 3. lov. Kraftdiagram. Bruk av Newtons lover. Snorkrefter. Friksjonskrefter. 4.4-4.6, 5.1-5.3
slides
Tor 30/8 Friksjonskrefter. Rullefriksjon, fluidfriksjon. Periode, vinkelhastigheit, vinkelakselerasjon. Dosert sving m/friksjon. 5.3-5.4, 3.4, 9.1-9.3
Tys 4/9 Dosert sving m/friksjon. Lene-vinkel. Fundamentale krefter i naturen. Svingingar. Enkel harmonisk (udempa) svinging. Horisontale og vertikale svingingar i masse-fjør-system. 5.4-5.5, 14.1-14.2, 14.4
slides
Tor 6/9 Vertikale svingingar i masse-fjør-system. Idealisert pendel. Dempa svingingar. Tvungne svingingar. 14.4-14.5, 14.7-14.8
slides
Tys 11/9 Tvungne svingingar og resonans. Arbeid og energi. 14.8, 6.1, 6.3
demo
Tor 13/9 Effekt. Kinetisk energi. Potensiell energi. Energibevaring. Konservative og ikkje-konservative krefter. 6.2-6.4, 7.1-7.3
Tys 18/9 Konservative og ikkje-konservative krefter. Bevegelsesmengd og kraftstøyt. Bevaring av bevegelsesmengd. 7.3-7.4, 8.1-8.2
Tor 20/9 Kollisjonar. Massesenter/tyngdepunkt. Rakettbevegelse. 8.3-8.6
demo
Tys 25/9 Rotasjon av stive lekamar. Vinkelhastigheit og -akselerasjon (delvis repetisjon). Rotasjonsenergi. Tregleiksmoment, eksempel på utrekningar. Steiners sats (parallellakseteoremet). Kraftmoment. 9.1, 9.3-9.6, 10.1
Tor 27/9 Kraftmoment. Rotasjonsanalogi av Newtons 2. lov for stiv lekam. Kraftmoment fra tyngden. Fysisk pendel. 10.1-10.2, 9.4, 11.2, 14.6
Tys 2/10 Kombinert translasjon og rotasjon. Rein rulling. Sluring. Friksjon ved rulling. 10.3
Tor 4/10 Spinn. Bevaring av spinn. Demoar. Totalspinnet til ein stiv lekam. 10.5-10.6
Tys 9/10 Totalspinnet til ein stiv lekam. Gyroskop og presesjon. Demoar. 10.7
Tor 11/10 Fleire eksempel og demoar på kombinert translasjon og rotasjon. Mekanisk likevekt. 10.3, 11.1-11.3
Tys 16/10 Dynamisk "likevekt". Arbeid i rotasjonsbevegelse. Kvantefysikk. Introduksjon og bakgrunn. Bølgje/partikkel-dualisme. Lyset sin partikkelnatur. Energi og bevegelsesmengd for foton. Fotoelektrisk effekt, Compton-effekt. 10.4, 38.1, 38.3
Tor 18/10 Atomære spektra. Aspekt av Bohrs atommodell. Diskrete energinivå. Partiklar sin bølgjenatur. de Broglie bølgjelengd og frekvens. Davisson og Germer sitt eksperiment. Dobbelspalteeksperimentet. Bølgjer og bølgjelikningar. 39.1-39.3, 39.6, 40.1
Tys 23/10 Schrödingerlikninga. Tolking av bølgjefunksjonen. Bølgjepakkar. Heisenbergs uskarpheitsrelasjon. Stasjonære tilstander. 40.1
demo
Tor 25/10 Bølgjefunksjonar og energiar for stasjonære tilstander for partikkel i boks. Fysiske storleikar ("observablar") og deira operator-representasjon. Forventningsverdi og usikkerheit for ein fysisk observabel. 40.2, supplement 1
Tys 30/10 Forventningsverdi og usikkerheit for ein fysisk observabel. Eigenfunksjonar og eigenverdiar for operatorar. Supplement 1 og 2
Tor 1/11 Målingar. Potensialbrønner. Supplement 2, 40.3
demo
Tys 6/11 Potensialbrønner. Potensialbarrierer og tunnelering. 40.3-40.4
slides, demo
Tor 8/11 Harmonisk oscillator. Dei kvantemekaniske postulata for éin partikkel i éin dimensjon.** Schrödingerlikninga i tre dimensjonar. Partikkel i tre-dimensjonal boks. 40.5, 41.1-41.2
slides
Tys 13/11 Partikkel i tre-dimensjonal boks. Hydrogenatomet. Kvantisering av banespinn. Elektronet sitt eigenspinn. Atom med mange elektron. Eksklusjonsprinsippet. 41.2-41.3, 41.5-41.6
slides
Tor 15/11 Elektronkonfigurasjonar i atom. Det periodiske systemet. Krystallar og krystallstrukturar. Energiband i krystallar. Metall, halvleiarar, isolatorar. Meir om halvleiarar. 41.6, 42.3 (kort oversyn), 42.4, 42.6
slides
Tys 20/11 Halvleiarar og halvleiarteknologi. Repetisjon/eksamensoppgåveløysing. 42.6, 42.7
Tor 22/11 Repetisjon/eksamensoppgåveløysing.
**utsett til forelesing 13/11 pga. tekniske problem

Øvingar og løysingsforslag:

Øving 1. Løysingsforslag.
Øving 2. Løysingsforslag.
Øving 3. Tips. Løysingsforslag.
Øving 4. Tips. Løysingsforslag.
Øving 5. Tips. Løysingsforslag.
Øving 6. Tips. Løysingsforslag.
Øving 7. Tips. Løysingsforslag.
Øving 8. Tips. Løysingsforslag.
Øving 9. Tips. NB! Denne øvinga er obligatorisk og krev bruk av Matlab. Innleveringsfristen er difor forlenga med ei veke, dvs. til 2. november. Løysingsforslag.
Øving 10. Tips. Innleveringsfrist 9. november. Rettleiing 31. oktober og 7. november. Løysingsforslag.
Øving 11. Tips. Matlab-skript. Innleveringsfrist mandag 19. november. Rettleiing 14. november. Løysingsforslag.
Øving 12. NB! Feil i likning (3) og (6) no retta. Tips. Innleveringsfrist mandag 26. november. Rettleiing 21. november. Løysingsforslag.


Siste oppdatering: 16. august 2012 kl. 16:28.