Kurssilla esitellään suppean suhteellisuusteorian, ydinfysiikan, hiukkasfysiikan ja kosmologian perusteita. Tarkoitus on muodostaa yleiskuva näistä fysiikan perustutkimuksen kannalta keskeisistä aihepiireistä. Syvällisempi perehtyminen aiheisiin jää muiden kurssien huoleksi.
Suoritus ja pisteytys
Kurssin päätteeksi pidetään tentti, joka muodostaa 70% kokonaisarvosanasta.
Kurssiin sisältyy 7 kappaletta viikottaisia laskuharjoituksia, joiden osuus kokonaisarvosanasta on 30%.
Täyteen laskuharjoitushyvitykseen riittää 85 % tehtävien kokonaispistemäärästä.
Kurssin luennot pidetään tiistaisin klo 10:15-12:00 ja torstaisin klo 12:15-14:00 salissa FYS1.
Käsinkirjoitetut luentomuistiinpanot ilmestyvät tälle sivulle sitä mukaa, kun kurssi etenee. Edellisen vuoden muistiinpanot kokonaisuudessaan ovat saatavissa kurssin Moodle-sivuilta.
Kurssikirja on "Modern Physics, Kenneth Krane". Suhteellisuusteorian ja ydinfysiikan osalta kurssin aihesisältö on pääpiirteissään yhteneväinen kirjan kanssa. Hiukkasfysiikan ja kosmologian osalta luentojen sisältö poikkeaa kirjasta enemmän. Soveltuvilta osin apuna voi käyttää myös Maalammen ja Perkon teosta "Lyhyt modernin fysiikan johdatus".
Viikko 1 s. 1-21: erityisen suhteellisuusteorian postulaatit, Lorentz-muunnokset, pituuskontraktio (ks. myös kirjan luku 2).
Viikko 2 s. 22-46: aikadilaatio: sovelluksena myoniesimerkki, itseisaika: sovelluksena kaksosparadoksi, Doppler-ilmiö, liikemäärä ja energia suhteellisuusteoriassa, dispersiorelaatio (ks. myös kirjan luku 2).
Viikko 3 s. 47-65: dispersiorelaatio, säilymislait, neliliikemäärän esittely, hiukkasreaktioiden kinematiikkaa, Comptonin sironta, ydinfysiikan esittelyä (ks. myös kirjan luvut 2 ja 12).
Viikko 4 s. 66-90: sidosenergia, ytimen nestepisaramalli, kuorimalli, nuklidikartta, radioaktiivinen hajoamislaki, radioaktiivisen hajoamisen muodot (ks. myös kirjan luvut 12 ja 13).
Viikko 5 s. 91-116: ydinreaktioista, luonnolliset yksiköt, hiukkasfysiikan esittelyä, alkeishiukkasten ominaisuuksia, vuorovaikutusten välittäjähiukkaset, graafit, QED-prosesseja (ks. myös kirjan luvut 13 ja 14).
Viikko 6 s. 117-140: QED-prosesseja, heikon vuorovaikutuksen prosesseja, vahvan vuorovaikutuksen ominaisuuksia, hiukkasten massat, kosmologian esittelyä (ks. myös kirjan luvut 14 ja 15).
Viikko 7 s. 141-161: kosmologian standardimalli, maailmankaikkeuden dynamiikkaa, aine kosmologiassa, maailmankaikkeuden kehitys, pimeä aine ja pimeä energia (ks. myös kirjan luku 15).
Laskuissa mahdollisesti hyödyllinen kaavakokoelma . Kaavakokoelma on kätettävissä myös kurssin tentissä.
Laskuharjoitukset
Viikottaiset laskuharjoitustehtävät ilmestyvät tälle sivulle. Ohjeet ja aikataulu tehtävien palautukseen löytyvät Moodlesta.