FY556: Newtonsk mekanik og relativitetsteori

Kommentar

Kurset samlæses med FY546 og er placeret i 1. kvartal.

Indgangskrav

Kurset kan ikke følges af studerende, der har bestået hele FY504 eller FY546.

Faglige forudsætninger

Studerende, der følger kurset, forventes at have kendskab til indholdet af FT500.

Formål

Kurset har til formål at introducere den newtonske og relativistiske mekanik. Kurset vil sætte den studerende i stand til at modellere og beskrive enkelt partikel og mange partikel systemer på forskellige længdeskalaer. Den studerende vil desuden lære at arbejde og løse problemer i grupper og få styrket sine beregningsmæssige evner. Kurset er centralt i forhold til alle områder og anvendelser af fysikken.

Kurset bygger oven på den viden, der er erhvervet i kurset Mekanik og termodynamik (FT500) / (gl. studieordning: Grundlæggende fysik (FY529)), og giver et fagligt grundlag for at studere emnerne i de fysikkurser, der er placeret senere i uddannelsen.

Selv inden Einsteins specielle relativitetsteori bliver introduceret, stiller studiet af bevægelse i forskellige referencerrammer overraskende dybe spørgsmål om rummets natur og grænserne for hvad der kan observeres. Således bevæger kurset sig udover fysikken i sig selv og ind i den bredere videnskabsteori.

I forhold til uddannelsens kompetenceprofil har kurset eksplicit fokus på at:

Give kompetence til at håndtere komplekse problemer og selvstændigt at kunne indgå i fagligt og tværfagligt samarbejde og identificere egne læringsbehov og strukturere egen læring.
Give færdigheder i at anvende fysiske metoder og matematiske redskaber til at opstille og vurdere fysiske modeller.
Give viden om og forståelse af diskrete partiklers fysiske opførsel både i det klassiske og det relativistiske regime.

Målbeskrivelse

For at opnå kursets formål er det læringsmålet for kurset, at den studerende demonstrerer evnen til at:

Anvende den matematiske formalisme i klassisk og relativistisk mekanik til at opstille og løse modeller for fysiske problemstillinger. Kursets tema er således anvendelsen af Newtons bevægelseslove under generelle omstændigheder og hvorlede disse ændres ved høj hastighed.

Indhold

Kurset indeholder følgende faglige hovedområder:

Speciel relativitetsteori: Lorentz transformationerne, relativistisk kinematik og dynamik.
Konservative kraftfelter: Keplers love, solsystemet, bevarelsessætninger som fundament for fysikken.
Accelererede koordinatsystemer: fiktive kræfter og Foucault pendulet.
Partikler og stive legemer: Energi, impuls, inertimoment og angulært moment under generel bevægelse.

Litteratur

J.M. Knudsen and P.H. Hjorth: Elements of Newtonian Mechanics, Springer.

Se itslearning for pensumlister og yderligere litteraturhenvisninger.

Eksamensbestemmelser

Eksamenselement a)

Tidsmæssig placering

Januar

Udprøvninger

Skriftlig eksamem

EKA

N500060102

Censur

Ekstern prøve

Bedømmelse

7-trinsskala

Identifikation

Studiekort

Sprog

Følger, som udgangspunkt, undervisningssprog

Varighed

2 timer og 45 minutter

Hjælpemidler

Alle almindelige hjælpemidler er tilladte fx lærebøger, egne noter, computerprogrammer som ikke benytter internettet m.v.

Internet er ikke tilladt. Du må dog gå ind på kursets hjemmeside i itslearning i forbindelse med åbning af system "DE – Digital Eksamen". Noter fra kurset, som du ønsker at anvende som hjælpemidler, skal downloades til din computer senest dagen før eksamenen. Under eksamenen er det ikke sikkert at alt kursusmateriale er tilgængeligt for dig.

ECTS-point

Uddybende information

Den skriftlige eksamen i FY556 er den første halvdel af den skriftlige eksamen i FY546. Eksamen skal starte samtidig med eksamen i FY546.

Vejledende antal undervisningstimer

45 timer per semester

Undervisningsform

På naturvidenskab er undervisningen tilrettelagt efter trefasemodellen dvs. intro, trænings- og studiefasen.

Introfase: 27 timer
Træningsfase: 18 timer, heraf: esaminatorier: 18 timer

Undervisningsformen er forelæsninger og regneøvelser (eksaminatorietimer). Til regneøvelserne skal de studerende løse opgaver der træner dem i at anvende den lærte teori på konkrete fysiske problemer indenfor kursets emner. Endvidere er der mulighed for en række valgfri afleveringsopgaver. Hver uges forelæsninger vil blive fulgt op af regnetimer.

Aktiviteter i studiefasen

Løsning af opgaver inden eksaminatorietimerne.
Selvstudium af lærebog.
Forberedelse til eksamen.

Ansvarlig underviser

Navn	E-mail	Institut
Mads Toudal Frandsen	frandsen@cp3.sdu.dk	Fysik

Yderligere undervisere

Navn	E-mail	Institut	By
Sofie Marie Koksbang	koksbang@cp3.sdu.dk	Fysik

Skemaoplysninger

Odense

Vis fuldt skema

Administrationsenhed

Fysik, kemi og Farmaci

Team hos Uddannelsesjura & Registratur

NAT

Udbudssteder

Odense

Anbefalede studieforløb

Profil	Uddannelse	Semester	Udbuds periode
Foreløbig KA sidefag i Fysik for centralfag i Datalogi eller Biologi - optag 1. september 2023	Kandidat i fysik \| Odense	3	E22
KA sidefag i Fysik for centralfag i Datalogi eller Biologi - optag 1. september 2023	Kandidat i fysik \| Odense	3	E23

Overgangsordninger

Overgangsordninger beskriver, hvordan et kursus erstatter et andet kursus, når der ændres i et studieforløb.

Hvis der er lavet en overgangsordning for et kursus vil den fremgå af oversigten.
Se overgangsordninger for alle kurser på Det Naturvidenskabelige Fakultet.