Fagleg innhald:
Klassisk fysikk: Punktpartikkeldynamikk. Svingingar. Statikk og dynamikk for stive lekamar. Bevaringslover for energi, bevegelsesmengde og spinn. Kvantefysikk: Eksperimentelt grunnlag. Schrödingerlikninga. Nokre eksakt
løysbare modellsystem. Døme på teknologisk relevans.
Fagleg ansvarlege:
Forelesingar og øvingar: Førsteamanuensis John Ove Fjærestad
Laboratoriekurs: Førsteamanuensis Erik Wahlstrøm
Forelesingar:
Måndag 12:15-14:00 i R2, torsdag 8:15-10:00 i R8.
Rekneøvingar:
Øvingstimar: Tysdag 10:15-12:00 (frå veke 35).
Innleveringsfrist: Fredag 14:00 i hyller utanfor R1.
- Gruppeinndeling (sist oppdatert 26/8; 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.
- NB! Ei av dei innleverte godkjende øvingane må vere ei spesifikk øving som inneheld ei større Matlab-oppgåve. Denne øvinga (som vil vere i siste halvdel av semesteret) er altså obligatorisk. Ta kontakt med faglærar asap dersom du skulle få problem med å levere inn denne øvinga innan fristen.
- Studentar som ved slutten av semesteret ikkje har nok godkjende øvingar, kan likevel få gå opp til eksamen dersom dei kan framvise legeattest(ar) som dokumentasjon på at sjukdom har forhindra dei å levere inn nok øvingar.
- Du kan få ei oversikt over dine godkjende øvingar
her.
- Nokre av øvingane vil gjere bruk av Matlab. Websida NumFys har nyttig informasjon om dette verktøyet.
Laboratoriekurs:
Sjå eiga webside.
Lærebok:
"University Physics with Modern Physics" av H. D. Young og R. A. Freedman, 13. utg., Pearson.
Eksamensinformasjon:
Dato og tid: Onsdag 18. desember kl. 9:00-13:00.
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
Dette emnet blir gjeve for andre gong i år.
Fjorårets eksamenar:
Ordinær eksamen, des. 2012: oppgåver,
løysingsforslag
Kontinuasjonseksamen, aug. 2013: oppgåver,
løysingsforslag
Eksamensoppgåver i klassisk mekanikk frå
tidlegare eksamenar i TFY4115 er relevante og kan finnast her.
Eksamensoppgåver i kvantefysikk fra eksamenar i 74125 Fysikk er relevante og kan finnast
her. Relevansen
av eksamensoppgåver i kvantefysikk i 74125 Fysikk er diskutert i meir detalj her.
Utkast til formelsamling for kvantemekanikk.
Spørjetime: torsdag 12. desember kl. 10:15-12:00 i R8.
Eksamensoppgåve (bokmål, nynorsk)
Løysing til eksamen (kun nynorsk)
Referansegruppe:
Medlemer.
Referat frå møte 18/9.
Referat frå møte 14/11.
Forelesingsoversikt:
Her vil emna i kvar forelesing bli oppsummerte, og relevant tilhøyrande material vil bli lagt ut. Plan for kommande forelesingar står i raud skrift. Dersom du vil ha ein ide om kva som vil bli forelese litt lenger fram i tid, kan du sjå på fjorårets forelesingsoversikt, tilgjengeleg her.
| Dato | Emne | Lærebok | Anna |
|---|---|---|---|
| Mån 19/8 | 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 | |
| Tor 22/8 | Prosjektilbevegelse. Sirkelbevegelse. Krefter. Newtons 1. lov. Inertialsystem. | 3.3-3.4, 4.1-4.2 | |
| Mån 26/8 | Inertialsystem. Newtons 2. lov. Masse og vekt. Newtons 3. lov. Kraftdiagram. Bruk av Newtons lover. Snorkrefter. Friksjonskrefter, tørr friksjon. | 3.5, 4.2-4.6, 5.1-5.3 | |
| Tor 29/8 | Tørr friksjon. Friksjon i væsker og gassar. Periode, vinkelhastigheit, vinkelakselerasjon. Dosert sving m/friksjon. | 5.3-5.4, 3.4, 9.1-9.3 | |
| Mån 2/9 | Dosert sving m/friksjon. Lenevinkel. Fundamentale krefter i naturen. Svingingar. Enkle harmoniske svingingar. | 5.4-5.5, 14.1-14.2 | |
| Tor 5/9 | Enkle harmoniske svingingar. Idealisert pendel. Dempa svingingar. Tvungne svingingar. | 14.4-14.5, 14.7-14.8 |
|
| Mån 9/9 | Tvungne svingingar og resonans. Arbeid. Effekt. Kinetisk energi. | 14.8, 6.1-6.4 | |
| Tor 12/9 | Potensiell energi. Energibevaring. Konservative krefter. | 7.1-7.2, 14.3, 7.3 | |
| Mån 16/9 | Konservative og ikkje-konservative krefter. Kraft og potensiell energi. Energidiagram. Bevegelsesmengd og kraftstøyt. Bevaring av bevegelsesmengd. | 7.3-7.5, 8.1-8.2 | |
| Tor 19/9 | Kollisjonar. Massesenter/tyngdepunkt. Rakettbevegelse. | 8.3-8.6 | |
| Mån 23/9 | Rakettbevegelse. Rotasjon av stive lekamar. Vinkelhastigheit og -akselerasjon (delvis repetisjon). Rotasjonsenergi. Tregleiksmoment, eksempel på utrekningar. Steiners sats (parallellakseteoremet). | 8.6, 9.1, 9.3-9.6 | |
| Tor 26/9 | Kraftmoment. Newtons 2. lov for rotasjon av stiv lekam. | 10.1-10.2, 9.4 | |
| Mån 30/9 | Kraftmoment frå tyngden. Arbeid i rotasjonsbevegelse. Fysisk pendel. Kombinert translasjon og rotasjon. Rein rulling. Sluring. Friksjon ved rulling. | 11.2, 10.4, 14.6, 10.3 | |
| Tor 3/10 | Rein rulling. Spinn. Bevaring av spinn. | 10.3, 10.5-10.6 | |
| Mån 7/10 | Spinn. Bevaring av spinn. Totalspinnet til ein stiv lekam. | 10.5-10.6 | |
| Tor 10/10 | Gyroskop og presesjon. Demoar. Fleire eksempel og demoar på kombinert translasjon og rotasjon. Mekanisk likevekt. | 10.7, 10.3, 11.1-11.3 | |
| Mån 14/10 | Mekanisk likevekt. Kvantefysikk. Introduksjon og bakgrunn. Bølgje/partikkel-dualisme. Lyset sin partikkelnatur. Energi og bevegelsesmengd for foton. Fotoelektrisk effekt, Compton-effekt. Atomære spektra. Diskrete energinivå. | 11.1-11.3, 38.1, 38.3, 39.2-39.3 | |
| Tor 17/10 | Atomære spektra. Diskrete energinivå. Kort om Bohrs atommodell. Partiklar sin bølgjenatur. de Broglie bølgjelengd og frekvens. Davisson og Germer sitt eksperiment. Dobbelspalteeksperimentet. Bølgjer og bølgjelikningar. (Den tidsavhengige) Schrödingerlikninga (TASL). | 39.1-39.3, 39.6, 40.1 | |
| Mån 21/10 | (Den tidsavhengige) Schrödingerlikninga (TASL). Tolking av bølgjefunksjonen. Stasjonære tilstander. Den tidsuavhengige Schrödingerlikninga (TUSL). | 40.1-40.2 | |
| Tor 24/10 | Energiar og bølgjefunksjonar for stasjonære tilstander for "partikkel i boks". Introduksjon til sannsynlegheitsrekning. Forventningsverdi og standardavvik ("uvisse") for posisjon. | 40.2 | |
| Mån 28/10 | Forventningsverdi og standardavvik ("uvisse") for posisjon og bevegelsesmengd. Heisenbergs uvisserelasjon for posisjon og bevegelsesmengd. Fysiske storleikar ("observablar") og deira operator-representasjon. Forventningsverdiar for generelle fysiske observablar. | ||
| Tor 31/10 | Ehrenfests teorem. Eigenskapar til stasjonære tilstander. Løysing av tidsavhengig Schrödingerlikning (TASL). Målingar av energien. | ||
| Mån 4/11 | Målingar av energien. Eigenfunksjonar og eigenverdiar for operatorar. Målepostulatet. | ||
| Tor 7/11 | Målepostulatet. Bølgjepakkebeskrivelse av fri partikkel (40.1). Potensialbrønner (40.3). Potensialbarrierer og tunnelering (40.4). | demo | |
| Mån 11/11 | Tunnelering (40.4). Demoar for potensiabrønner (40.3) og tunnelering (40.4). Harmonisk oscillator (40.5). Dei kvantemekaniske postulata for ein partikkel i 1 dimensjon. Schrödingerlikninga i tre dimensjonar (41.1). Partikkel i tre-dimensjonal boks (41.2). | 40.3-40.5, 41.1-41.2 | Demoar: 1, 2 |
| Tor 14/11 | Hydrogenatomet (41.3). Kvantisering av banespinn (41.3). Elektronet sitt eigenspinn (41.5). Atom med mange elektron (41.6). Eksklusjonsprinsippet (41.6). Elektronkonfigurasjonar i atom (41.6). Det periodiske systemet (41.6). Energiband i krystallar (42.4). Metall, halvleiarar, isolatorar (42.4, 42.6). | 41.3, 41.5-41.6, 42.4, 42.6 | |
| Mån 18/11 | Halvleiarar (42.6). Halvleiarteknologi (42.7). Repetisjon/oppsummering av kvantemekanikk. | 42.6, 42.7 | |
| Tor 21/11 | Eksamensoppgåveløysing. | ||
Forelesingsmateriale:
Her vil det etterkvart bli lagt ut forelesingsnotat og -slides.
| Hovudtema | Fil # | Format | Undertema | Forelesingar | Lærebok |
|---|---|---|---|---|---|
| Introduksjon | 01 | Orientering om faget. Fysiske teoriar. Strategi for å løyse fysikkproblem. Idealiserte modellar. Einingar og prefiksar. | 19/8 | 1.1-1.4 | |
| 05a | Friksjonskoeffisientar for ulike material (tabell) | 29/8 | 5.3 | ||
| Fundamentale krefter i naturen | 06 | 2/9 | 5.5 | ||
| 07a | Harmoniske svingingar - to døme | 2/9, 5/9 | 14.4 | ||
| Potensiell energi og energibevaring | 09 | pdf, html | Potensiell energi. Energibevaring. Konservative og ikkje-konservative krefter. Konservativ kraft og potensiell energi. Energidiagram. | 12/9, 16/9 | 7.1-7.5, 14.3 |
| Bevegelsesmengd | 10 | pdf, html | Bevegelsesmengd. Kraftstøyt. Bevaring av bevegelsesmengd. Kollisjonar. Massesenter/tyngdepunkt. Rakettbevegelse. | 16/9, 19/9, 23/9 | 8.1-8.6 |
| Totalspinnet til ein stiv lekam | 7/10 | - | |||
| Emne i kvantemekanikk ikkje dekka i læreboka | Introduksjon til sannsynlegheitsrekning. Forventningsverdi og standardavvik (uvisse) for posisjon og bevegelsesmengd. Heisenbergs uvisserelasjon for posisjon og bevegelsesmengd. Fysiske storleikar ("observablar") og deira operator-representasjon. Forventningsverdiar for generelle fysiske observablar. Ehrenfests teorem. Eigenskapar til stasjonære tilstander. Løysing av (den tidsavhengige) Schrödingerlikninga. Målingar av energien. Eigenfunksjonar og eigenverdiar for operatorar. Målepostulatet. | 24/10-7/11 | - | ||
| Potensialbarrierer og tunnelering | 7/11 | 40.4 | |||
| Dei kvantemekaniske postulata | Dei kvantemekaniske postulata for 1 partikkel i 1 dimensjon. | 11/11 | - | ||
| Ein partikkel i 3 dimensjonar | Kvantemekanisk beskrivelse av ein partikkel i 3 dimensjonar (41.1). Ein partikkel i ein 3-dimensjonal boks (41.2). Degenerasjon (41.2). | 11/11 | 41.1-41.2 | ||
| Atomstruktur | Hydrogenatomet (41.3). Kvantisering av banespinn (41.3). Elektronet sitt eigenspinn (41.5). Atom med mange elektron (41.6). Eksklusjonsprinsippet (41.6). Elektronkonfigurasjonar i atom (41.6). Det periodiske systemet (41.6). | 14/11 | 41.3, 41.5-41.6 | ||
| Energiband i krystallar | Energiband i krystallar (42.4). Metall, halvleiarar, isolatorar (42.4). | 14/11 | 42.4 | ||
| Meir om halvleiarar. Halvleiarteknologi | Hol. n-type og p-type ekstrinsikke halvleiarar. Døme på teknologiske anvendelsar, halvleiarteknologi. | 18/11 | 42.6, 42.7 |
| Nr. | Rettleiing | Innlevering | Oppgåver | Tips | Løysingsforslag | Merknader |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 27. aug. | 30. aug. | |
|
||
| 2 | 3. sep. | 6. sep. | |
|
||
| 3 | 10. sep. | 13. sep. | |
|
|
|
| 4 | 17. sep. | 20. sep. | |
|
|
|
| 5 | 24. sep. | 27. sep. | |
|
|
|
| 6 | 1. okt. | 4. okt. | |
|
|
|
| 7 | 8. okt. | 11. okt. | |
|
|
|
| 8 | 15. okt. | 18. okt. | |
|
|
|
| 9 | 22. og 29. okt. | 1. nov. | |
|
|
NB! Denne øvinga er obligatorisk. Merk datoane for rettleiing og innlevering. Øving 10 vil ha same innleveringsdato. I tillegg til Matlab-hjelp i oppgåvefila og tipsfila, sjå også websida NumFys. |
| 10 | 29. okt. | 1. nov. | |
|
|
|
| 11 | 5. nov. | 8. nov. | |
|
|
1/11, 14:52: Trykkfeil retta i likning (2). 1/11, 23:32: Gjorde ei lita endring i teksten i 1(b). |
| 12 | 12. nov. | 15. nov. | |
|
|
26/11, 00:42: Trykkfeil retta i LF til oppg. 2a (takk til Bård Haga Bringeland). |
| 13 | 19. nov. | 22. nov. | |
|
|
Matlab-skript for oppg. 1 |
Oppdateringsoversikt:
Ons 18. jun. kl. 15:29: Eksamensoppgåve haust 2013 lagt ut (sjå under "Eksamensinformasjon").
Ons 29. jan. kl. 12:15: La til ein figur og gjorde små poleringar i eksamensløysinga.
Tys 28. jan. kl. 17:42: Løysing til eksamen lagt ut (sjå under "Eksamensinformasjon").
Ons 11. des. kl. 11:51: Etter førespurnad har spørjetimen vorte forlenga med 1 time (10:15-12:00).
Mån 9. des. kl. 09:00: Dag for spørjetime endra til torsdag.
Fre 6. des. kl. 16:22: Tid og stad for spørjetime lagt ut (sjå under "Eksamensinformasjon").
Ons 4. des. kl. 12:06: La ut fila "pensum-2013.pdf" med utgreiing om pensum (sjå under "Eksamsensinformasjon").
Ons 4. des. kl. 11:56: La ut supplerande notat om totalspinnet til ein stiv lekam (sjå under "Forelesingsmateriale").
Fre 29. nov. kl. 14:17: La ut referat frå referansegruppemøte 14/11.
Fre 29. nov. kl. 11:46: La ut utkast til formelsamling i kvantemekanikk (sjå under "Eksamensinformasjon").
Tys 26. nov. kl. 23:47: La ut forelesingsnotat om emne i kvantemekanikk som ikkje er dekka i læreboka (sjå under "Forelesingsmateriale").
Tys 26. nov. kl. 00:42: La ut løysing til øving 13. Trykkfeil retta i LF til oppg. 2a i øving 12.
Søn 24. nov. kl. 23:38: La ut oppdatert (dvs. 2013-)versjon av fila "relevans-74125.pdf" som diskuterer relevans av eksamensoppgåver i kvantefysikk i faget 74125 Fysikk (sjå under "Eksamensinformasjon").
Lau 23. nov. kl. 23:27: Eksamensoppgåver og løysingsforslag for fjorårets eksamenar lagt ut (sjå under "Eksamensinformasjon").
Ons 20. nov. kl. 22:46: Løysing til øving 12 lagt ut.
Tys 19. nov. kl. 11:52: La ut slides om halvleiarar og halvleiarteknologi (sjå under "Forelesingsmateriale").
Lau 16. nov. kl. 00:34: Forelesingsoversikt oppdatert m/plan for neste veke.
Lau 16. nov. kl. 00:11: Øving 13 + tips lagt ut.
Fre 15. nov. kl. 22:51: Løysing til øving 11 lagt ut (beklagar forseinkinga).
Fre 15. nov. kl. 13:42: La ut slides om energiband i krystallar (sjå under "Forelesingsmateriale").
Fre 15. nov. kl. 10:45: Oppdaterte forelesingsoversikt, la ut slides om atomstruktur (sjå under "Forelesingsmateriale").
Tys 12. nov. kl. 14:33: La ut slides om partikkel i 3D (sjå fila "3d.pdf" under "Forelesingsmateriale").
Mån 11. nov. kl. 09:51: Forelesingsoversikt oppdatert.
Fre 8. nov. kl. 22:04: La ut tips til øving 12 og fila "postulat-2013.pdf" (under "Forelesingsmateriale").
Fre 8. nov. kl. 16:30: Øving 12 lagt ut (tipsfil kjem snart).
Tor 7. nov. kl. 10:32: La ut slides om potensialbarrierer og tunnelering (sjå under "Forelesingsmateriale").
Tor 7. nov. kl. 00:00: La ut løysing til øving 9 og 10 (sistnemnde kun håndskriven, iallfall foreløpig).
Ons 6. nov. kl. 18:26: Forelesingsoversikt oppdatert.
Fre 1. nov. kl. 23:32: Tips til øving 11 lagt ut, gjorde også ei lita
endring i teksten til oppg. 1(b) i øvingsfila.
Fre 1. nov. kl. 14:52: Trykkfeil retta i likning (2) i øving 11.
Fre 1. nov. kl. 14:29: Øving 11 lagt ut (tipsfil kjem også snart!).
Tys 29. okt. kl. 13:38: Forelesingsoversikt oppdatert.
Fre 25. okt. kl. 01:58: Øving 10 + tips lagt ut.
Tor 24. okt. kl. 22:46: Forelesingsoversikt oppdatert, løysing til øving 8 lagt ut.
Søn 20. okt. kl. 23:29: Forelesingsoversikt oppdatert, inkl. plan for komande veke.
Tor 17. okt. kl. 14:34: Øving 9 + tips lagt ut.
Ons 16. okt. kl. 16:08: Løysing til øving 7 lagt ut.
Lau 12. okt. kl. 01:13: Plan for neste veke, referat frå referansegruppemøte, og forelesingsnotat om bevegelsesmengd lagt ut.
Tor 10. okt. kl. 23:21: Øving 8 + tips lagt ut.
Tys 8. okt. kl. 08:47: Løysing til øving 6 lagt ut, forelesingsoversikt oppdatert.
Tor 3. okt. kl. 14:59: Øving 7 + tips lagt ut.
Tor 3. okt. kl. 11:50: Forelesingsoversikt oppdatert, inkl. plan for neste veke.
Tys 1. okt. kl. 10:12: Løysing til øving 5 lagt ut.
Tor 26. sep. kl. 13:29: Øving 6 + tips lagt ut.
Tor 26. sep. kl. 13:14: Forelesingsoversikt oppdatert, inkl. plan for neste veke.
Tys 24. sep. kl. 13:21: Løysing til øving 4 lagt ut.
Tys 24. sep. kl. 10:52: Forelesingsoversikt oppdatert.
Fre 20. sep. kl. 11:37: Øving 5 + tips lagt ut.
Tor 19. sep. kl. 13:42: Ny seksjon "Forelesingsmateriale", fleire filer vil bli lagt ut etterkvart.
Ons 18. sep. kl. 15:28: Løysing til øving 3 lagt ut.
Ons 18. sep. kl. 09:56: Forelesingsoversikt oppdatert.
Tys 17. sep. kl. 13:25: Tips for øving 4 lagt ut.
Fre 13. sep. kl. 13:07: Øving 4 lagt ut, forelesingsoversikt oppdatert.
Tys 10. sep. kl. 10:26: Løysing til øving 2 lagt ut.
Tys 10. sep. kl. 10:15: Tips for øving 3 lagt ut.
Tor 5. sep. kl. 11:56: Forelesingsoversikt oppdatert, øving 3 og løysing til øving 1 lagt ut.
Fre 30. aug. kl. 17:01: Liste over medlemer av referansegruppe lagt ut.
Fre 30. aug. kl. 15:42: Informasjon om øvingsrom for gruppe 5 lagt ut.
Fre 30. aug. kl. 10:30: Forelesingsoversikt oppdatert, øving 2 lagt ut.
Mån 26. aug. kl. 15:20: Informasjon om øvingsgrupper (inndeling, samt rom og lærarar) lagt ut.
Tor 22. aug. kl. 15:33: Forelesingsoversikt oppdatert, øving 1 lagt ut.
Ons 21. aug. kl. 10:58: Forelesingsoversikt oppdatert.
Fre 16. aug. kl. 16:05: Første versjon av sida for haust 2013 lagt ut.