Kurssilla esitellään suppean suhteellisuusteorian, ydinfysiikan, hiukkasfysiikan ja kosmologian perusteita. Tarkoitus on muodostaa yleiskuva näistä fysiikan perustutkimuksen kannalta keskeisistä aihepiireistä. Syvällisempi perehtyminen erityisesti ydin-ja hiukkasfysiikkaan sekä kosmologiaan on kuitenkin jätetty näihin aiheisiin keskittyvien erillisten kurssien tehtäväksi.
Suoritus ja pisteytys
Kurssin päätteeksi pidetään tentti, joka muodostaa 80% kokonaisarvosanasta.
Kurssiin sisältyy 7 kappaletta viikottaisia laskuharjoituksia, joiden osuus kokonaisarvosanasta on 20%.
Tehtävien pisteytyskäytäntö on kuvattu alla kohdassa "Laskuharjoitukset".
Luennot ja kurssimateriaali
Kurssin luennot pidetään tiistaisin klo 10:15-12:00 ja torstaisin klo 12:15-14:00 salissa FYS1, ellei SISU:ssa ole toisin mainittu.
Käsinkirjoitetut luentomuistiinpanot ilmestyvät tälle sivulle sitä mukaa, kun kurssi etenee. Vuoden 2023 muistiinpanot kokonaisuudessaan ovat saatavissa kurssin Moodle-sivuilta ja niiden sisältö vastaa pääpiirteissään nykyistäkin kurssia.
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. 1-24: erityisen suhteellisuusteorian postulaatit, Lorentz-muunnokset, pituuskontraktio (ks. myös kirjan luku 2).
Viikko 2 s. 25-51: aikadilaatio: sovelluksena myoniesimerkki, itseisaika: sovelluksena kaksosparadoksi, Doppler-ilmiö, liikemäärä ja energia suhteellisuusteoriassa, dispersiorelaatio (ks. myös kirjan luku 2).
Viikko 3 s. 52-65: suhteellisuusteorian säilymislait, neliliikemäärän esittely, hiukkasreaktioiden kinematiikkaa, Comptonin sironta, ydinfysiikan esittelyä (ks. myös kirjan luvut 2 ja 12).
Tentissä on käytössä kaavakokoelma, johon kannattaa tutustua jo harjoitustehtäviä ratkottaessa.
Laskuharjoitukset
Viikottaiset laskuharjoitustehtävät ilmestyvät tälle sivulle tiistaisin ja ne käsitellään seuraavan viikon laskuharjoitustilaisuudessa. Katso oman laskuharjoitusryhmäsi aikataulu ja tilatiedot SISU:sta.
Laskuharjoitusten ratkaisuja ei erikseen palauteta tarkistettavaksi, vaan pisteytys tapahtuu harjoitustilaisuudessa. Tilaisuuden aluksi kukin pisteyttää omat tehtävänsä skaalalla 0 = ei laskettu tai 1 = laskettu ja merkitsee tehtäväkohtaiset pisteensä assistentin antamalle listalle. Laskuharjoituksista muodostuvat kurssipisteet määräytyvät tämän listan perusteella.
Opiskelijan tulee olla valmis esittämään lasketuksi merkitsemiensä tehtävien ratkaisut ryhmälle laskuharjoitustilaisuudessa. Ratkaisujen ei tarvitse olla täydellisiä, mutta opiskelijan tulee pystyä selittämään ja perustelemaan vastauksensa lasketuksi merkitsemiinsä tehtäviin. Tilaisuudessa käydään assistentin johdolla yksityiskohtaisesti läpi myös kaikkien tehtävien malliratkaisut. Malliratkaisuja ei tule erikseen saataville.
Tehtäviin liittyvät kysymykset kannattaa esittää heti laskuharjoitustilaisuudessa, mutta niitä saa tietysti tulla kysymään assistentilta tai luennoitsijalta myöhemminkin.
Ohjaukset: Viikottaisten harjoitusten laskemisen tueksi on järjestetty myös mahdollisuus ohjaukseen. Ohjaustunti on perjantaisin klo 10-11:30, jolloin assistentti on tavattavissa toimistossaan FL 347, ja opiskelijat voivat käydä kysymässä tekeillä oleviin harjoituksiin liittyviä kysymyksiä. Ensimmäinen ohjaustunti on perjantaina 23.10. ja silloin sieltä voi siis saada apua viikon 1 harjoitustehtävien ratkomiseen.