Modern fysik, 6 hp
Modern Physics, 6 credits
TNE041
Huvudområde
Teknisk fysik FysikUtbildningsnivå
GrundnivåKurstyp
ProgramkursExaminator
Ulf SannemoStudierektor eller motsvarande
Adriana SerbanUndervisningstid
Preliminär schemalagd tid: 46 hRekommenderad självstudietid: 114 h
Tillgänglig för utbytesstudenter
JaKursen ges för | Termin | Period | Block | Språk | Ort/Campus | VOF | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
6CIEN | Civilingenjör i elektronikdesign | 6 (VT 2020) | 1 | 2 | Svenska/Engelska | Norrköping, Norrköping | O |
Huvudområde
Teknisk fysik, FysikUtbildningsnivå
GrundnivåFördjupningsnivå
G2XKursen ges för
- Civilingenjör i elektronikdesign
Förkunskapskrav
OBS! Tillträdeskrav för icke programstudenter omfattar vanligen också tillträdeskrav för programmet och ev. tröskelkrav för progression inom programmet, eller motsvarande.
Rekommenderade förkunskaper
Flervariabelanalys samt mekanik och vågfysik eller motsvarande kurser.Lärandemål
Kursen skall ge en introduktion till och överblick av delar av den moderna fysiken, främst statistisk fysik, kvantmekanik och fasta tillståndets fysik. Tonvikten läggs på områden som ligger till grund för halvledarteknologi. Efter genomgången kurs skall man kunna
- tillämpa grundläggande samband inom relativistisk dynamik
- redogöra för grundläggande fenomen vars upptäckt motiverade övergången från klassisk fysik till kvantfysik samt Bohrmodellen
- beskriva osäkerhetsrelationerna och de olika sätt på vilka elektromagnetisk strålning kan växelverka med materia, samt tillämpa dessa vid problemlösning
- lösa Schrödingerekvationen i några specialfall, kunna tolka och beskriva lösningarna (vågfunktionerna) fysikaliskt, samt kunna beräkna fysikaliska storheter utgående från vågfunktioner
- beskriva icke-klassiska begrepp som t ex tunneleffekt och spinn samt tillämpningar av dessa, och göra enkla modellberäkningar där dessa används
- redogöra för Pauliprincipen och förklara hur denna bestämmer elektronkonfigurationen i atomer samt dess betydelse för uppbyggnaden av det periodiska systemet
- tillämpa grundläggande statistisk mekanik, speciellt kunna beräkna fysikaliska storheter utgående från fördelningsfunktioner
- redogöra för huvudpunkterna vid härledning av Maxwell-Boltzmann, Fermi-Dirac och Bose-Einsteinfördelningarna och ge exempel på tillämpningar
- beskriva olika typer av kristallstruktur och kemisk bindning i fasta material
- redogöra för vad som karaktäriserar ledare, halvledare och isolatorer,speciellt med avseende på elektrisk ledningsfömåga, samt innebörden och betydelsen av begreppet energiband
- beskriva centrala begrepp inom halvledarfysik som dopning, hål, acceptor, donator, effektiv massa och göra enkla modellberäkningar utgående från dessa
- förklara och värdera resultat erhållna vid datorlaborationer samt kommunicera i form av skriftlig redovisning av dessa
Kursinnehåll
Kursen inleds med en kortfattad behandling av relativistisk dynamik. Inom kvantmekanik behandlas växelverkan mellan elektromagnetisk strålning och materia, våg-partikeldualism och osäkerhetsrelationen. Schrödingerekvationen "härleds" och appliceras på enkla system som "partikeln i lådan". Som vidare tillämpning av Schrödingerekvationen diskuteras en- och flerelektronsystem, vilket leder till Pauliprincipen och en fysikalisk förståelse av periodiska systemet.Inom statistisk fysik behandlas främst olika statistiska fördelningar (Maxwell-Boltzmann,Fermi-Dirac och Bose-Einstein) och exempel på tillämpningar av dessa. Inom fasta tillståndets fysik behandlas olika materialtyper, kristallstrukturer, egenskaper hos fasta ämnen, särskilt elektrisk ledningsförmåga hos halvledare samt bandteori.
Undervisnings- och arbetsformer
Kursen är uppdelad på föreläsningar, räkneövningar samt datorlaborationer.
Examination
UPG1 | Frivilliga inlämningsuppgifter | 0 hp | U, G |
LAB1 | Obligatoriska datorlaborationer | 1.5 hp | U, G |
TEN1 | Skriftlig tentamen | 4.5 hp | U, 3, 4, 5 |
Betygsskala
Fyrgradig skala, LiU, U, 3, 4, 5Kurslitteratur
Randy Harris: Modern Physics.
Nordling,Österman: Physics Handbook
Övrig information
Påbyggnadskurser: Halvledarteknik och tillverkning, organisk elektronik
Om undervisnings- och examinationsspråk
Undervisningsspråk visas på respektive kurstillfälle på fliken "Översikt". Examinationsspråk relaterar till undervisningsspråk enligt nedan:
- Om undervisningsspråk är Svenska ges kursen i sin helhet eller till stora delar på svenska. Observera att även om undervisningsspråk är svenska kan delar av kursen ges på engelska. Examinationsspråk är svenska.
- Om undervisningsspråk är Svenska/Engelska kan kursen i sin helhet ges på engelska vid behov. Examinationsspråk är svenska eller engelska.
- Om undervisningsspråk är Engelska ges kursen i sin helhet på engelska. Examinationsspråk är engelska.
Övrigt
Kursen bedrivs på ett sådant sätt att både mäns och kvinnors erfarenhet och kunskaper synliggörs och utvecklas.
Planering och genomförande av kurs skall utgå från kursplanens formuleringar. Den kursvärdering som ingår i kursen skall därför genomföras med kursplanen som utgångspunkt.
Institution
Institutionen för teknik och naturvetenskapStudierektor eller motsvarande
Adriana SerbanExaminator
Ulf SannemoKurshemsida och andra länkar
http://www2.itn.liu.se/utbildning/kurs/Undervisningstid
Preliminär schemalagd tid: 46 hRekommenderad självstudietid: 114 h
Kurslitteratur
Böcker
- Randy Harris, Modern Physics Second Ed Pearson
Övrigt
- Nordling,Österman: Physics Handbook,Studentlitteratur
Kod | Benämning | Omfattning | Betygsskala |
---|---|---|---|
UPG1 | Frivilliga inlämningsuppgifter | 0 hp | U, G |
LAB1 | Obligatoriska datorlaborationer | 1.5 hp | U, G |
TEN1 | Skriftlig tentamen | 4.5 hp | U, 3, 4, 5 |
Kursplan
För varje kurs ska en kursplan finnas. I kursplanen anges kursens mål och innehåll samt de särskilda förkunskaper som erfordras för att den studerande skall kunna tillgodogöra sig undervisningen.
Schemaläggning
Schemaläggning av kurser görs enligt, för kursen, beslutad blockindelning.
Avbrott på kurs
Enligt rektors beslut om regler för registrering, avregistrering samt resultatrapportering (Dnr LiU-2015-01241) skall avbrott i studier registreras i Ladok. Alla studenter som inte deltar i kurs man registrerat sig på är alltså skyldiga att anmäla avbrottet så att kursregistreringen kan
tas bort. Avanmälan från kurs görs via webbformulär, www.lith.liu.se/for-studenter/kurskomplettering?l=sv.
Inställd kurs
Kurser med få deltagare ( < 10) kan ställas in eller organiseras på annat sätt än vad som är angivet i kursplanen. Om kurs skall ställas in eller avvikelse från kursplanen skall ske prövas och beslutas detta av dekanus.
Riktlinjer rörande examination och examinator
Se Beslut om Riktlinjer för utbildning och examination på grundnivå och avancerad nivå vid Linköpings universitet, http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/917592.
Examinator för en kurs ska inneha en läraranställning vid LiU i enlighet med LiUs anställningsordning (https://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/622784). För kurser på avancerad nivå kan följande lärare vara examinator: professor (även adjungerad och gästprofessor), biträdande professor (även adjungerad), universitetslektor (även adjungerad och gästlektor), biträdande universitetslektor eller postdoktor. För kurser på grundnivå kan följande lärare vara examinator: professor (även adjungerad och gästprofessor), biträdande professor (även adjungerad), universitetslektor (även adjungerad och gästlektor), biträdande universitetslektor, universitetsadjunkt (även adjungerad och gästadjunkt) eller postdoktor. I undantagsfall kan även en Timlärare utses som examinator på både grund- och avancerad nivå, se Tekniska fakultetsstyrelsen vidaredelegationer.
Examination
Tentamen
Skriftlig och muntlig tentamen ges minst tre gånger årligen; en gång omedelbart efter kursens slut, en gång i augustiperioden samt vanligtvis i en av omtentamensperioderna. Annan placering beslutas av programnämnden.
Principer för tentamensschemat för kurser som följer läsperioderna:
- kurser som ges Vt1 förstagångstenteras i mars och omtenteras i juni och i augusti
- kurser som ges Vt2 förstagångstenteras i maj och omtenteras i augusti och i oktober
- kurser som ges Ht1 förstagångstenteras i oktober och omtenteras i januari och augusti
- kurser som ges Ht2 förstagångstenteras i januari och omtenteras i mars och i augusti
Tentamensschemat utgår från blockindelningen men avvikelser kan förekomma främst för kurser som samläses/samtenteras av flera program samt i lägre årskurs.
För kurser som av programnämnden beslutats vara vartannatårskurser ges tentamina 3 gånger endast under det år kursen ges.
För kurser som flyttas eller ställs in så att de ej ges under något eller några år ges tentamina 3 gånger under det närmast följande året med tentamenstillfällen motsvarande dem som gällde före flyttningen av kursen.
När en kurs ges för sista gången ska ordinarie tentamen och två omtentamina erbjudas. Därefter fasas examinationen ut med tre tentamina samtidigt som tentamen ges i eventuell ersättningskurs under det följande läsåret. Om ingen ersättningskurs finns ges tre tentamina i omtentamensperioder under det följande läsåret. Annan placering beslutas av programnämnden. I samtliga fall ges dessutom tentamen ytterligare en gång under det därpå följande året om inte programnämnden föreskriver annat.
Om en kurs ges i flera perioder under året (för program eller vid skilda tillfällen för olika program) beslutar programnämnden/programnämnderna gemensamt om placeringen av och antalet omtentamina.
Anmälan till tentamen
För deltagande i tentamina krävs att den studerande gjort förhandsanmälan i Studentportalen under anmälningsperioden, dvs tidigast 30 dagar och senast 10 dagar före tentamensdagen. Anvisad sal meddelas fyra dagar före tentamensdagen via e-post. Studerande, som inte förhandsanmält sitt deltagande riskerar att avvisas om plats inte finns inom ramen för tillgängliga skrivningsplatser.
Teckenförklaring till tentaanmälningssystemet:
** markerar att tentan ges för näst sista gången
* markerar att tentan ges för sista gången
Ordningsföreskrifter för studerande vid tentamensskrivningar
Se särskilt beslut i regelsamlingen: http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/622682
Plussning
Vid Tekniska högskolan vid LiU har studerande rätt att genomgå förnyat prov för högre betyg på skriftliga tentamina samt datortentamina, dvs samtliga provmoment med kod TEN och DAT. På övriga examinationsmoment ges inte möjlighet till plussning, om inget annat anges i kursplan.
Plussning är ej möjlig på kurser som ingår i utfärdad examen.
Regler för omprov
För regler för omprov vid andra examinationsformer än skriftliga tentamina och datortentamina hänvisas till LiU-riktlinjerna för examination och examinator, http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/917592.
Plagiering
Vid examination som innebär rapportskrivande och där studenten kan antas ha tillgång till andras källor (exempelvis vid självständiga arbeten, uppsatser etc) måste inlämnat material utformas i enlighet med god sed för källhänvisning (referenser eller citat med angivande av källa) vad gäller användning av andras text, bilder, idéer, data etc. Det ska även framgå ifall författaren återbrukat egen text, bilder, idéer, data etc från tidigare genomförd examination, exempelvis från kandidatarbete, projektrapporter etc. (ibland kallat självplagiering).
Underlåtelse att ange sådana källor kan betraktas som försök till vilseledande vid examination.
Försök till vilseledande
Vid grundad misstanke om att en student försökt vilseleda vid examination eller när en studieprestation ska bedömas ska enligt Högskoleförordningens 10 kapitel examinator anmäla det vidare till universitetets disciplinnämnd. Möjliga konsekvenser för den studerande är en avstängning från studierna eller en varning. För mer information se https://www.student.liu.se/studenttjanster/lagar-regler-rattigheter?l=sv.
Betyg
Företrädesvis skall betygen underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4) och med beröm godkänd (5) användas.
- Kurser med skriftlig tentamen skall ge betygen (U, 3, 4, 5).
- Kurser med stor del tillämpningsinriktade moment såsom laborationer, projekt eller grupparbeten får ges betygen underkänd (U) eller godkänd (G).
- Examensarbete samt självständigt arbete ger betyg underkänd (U) eller godkänd (G).
Examinationsmoment
- Skriftlig tentamen (TEN) skall ge betyg (U, 3, 4, 5).
- Examinationsmoment som kan ge betygen underkänd (U) eller godkänd (G) är laboration (LAB), projekt (PRA), kontrollskrivning (KTR), muntlig tentamen (MUN), datortentamen (DAT), uppgift (UPG), hemtentamina (HEM).
- Övriga examinationsmoment där examinationen uppfylls framför allt genom aktiv närvaro som annat (ANN), basgrupp (BAS) eller moment (MOM) ger betygen underkänd (U) eller godkänd (G).
- Examinationsmomenten Opposition (OPPO) och Auskultation (AUSK) inom examensarbetet ger betyg underkänd (U) eller godkänd (G).
För obligatoriska moment gäller att: Om det finns särskilda skäl, och om det med hänsyn till det obligatoriska momentets karaktär är möjligt, får examinator besluta att ersätta det obligatoriska momentet med en annan likvärdig uppgift. (I enlighet med LiU-riktlinjerna http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/917592).
För samtliga examinationsmoment gäller att: Om LiU: s koordinator för studenter med funktionsnedsättning har beviljat en student rätt till anpassad examination vid salstentamen har studenten rätt till det. Om koordinatorn istället har gett studenten en rekommendation om anpassad examination eller alternativ examinationsform, får examinator besluta om detta om examinator bedömer det möjligt utifrån kursens mål. (I enlighet med LiU-riktlinjerna http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/VisaBeslut/917592).
Rapportering av den studerandes examinationsresultat sker på respektive institution.
Regler
Universitetet är en statlig myndighet vars verksamhet regleras av lagar och förordningar, exempelvis Högskolelagen och Högskoleförordningen. Förutom lagar och förordningar styrs verksamheten av ett antal styrdokument. I Linköpings universitets egna regelverk samlas gällande beslut av regelkaraktär som fattats av universitetsstyrelse, rektor samt fakultets- och områdesstyrelser.
LiU:s regelsamling angående utbildning på grund- och avancerad nivå nås på http://styrdokument.liu.se/Regelsamling/Innehall/Utbildning_pa_grund-_och_avancerad_niva.
Böcker
Övrigt
Ladda ner
I | U | A | Moduler | Kommentar | ||
---|---|---|---|---|---|---|
1. ÄMNESKUNSKAPER | ||||||
1.1 Kunskaper i grundläggande (motsvarande G1X) matematiska och naturvetenskapliga ämnen |
|
X
|
X
|
TEN1
|
U:Relativitetsteori,kvantmekanik,statistisk fysik,fasta tillståndets fysik, A:Grundläggande fysik,analys,linjär algebra |
|
1.2 Kunskaper i grundläggande (motsvarande G1X) teknikvetenskapliga ämnen |
|
|
|
|||
1.3 Fördjupade kunskaper (motsvarande G2X), metoder och verktyg inom något/några teknik- och naturvetenskapliga ämnen |
|
|
|
|||
1.4 Väsentligt fördjupade kunskaper (motsvarande A1X), metoder och verktyg inom något/några teknik- och naturvetenskapliga ämnen |
|
|
|
|||
1.5 Insikt i aktuellt forsknings- och utvecklingsarbete |
|
|
|
|||
2. INDIVIDUELLA OCH YRKESMÄSSIGA FÄRDIGHETER OCH FÖRHÅLLNINGSSÄTT | ||||||
2.1 Analytiskt tänkande och problemlösning |
|
X
|
X
|
TEN1
|
Problemformulering |
|
2.2 Experimenterande och undersökande arbetssätt samt kunskapsbildning |
|
X
|
|
LAB1
|
||
2.3 Systemtänkande |
|
|
|
|||
2.4 Förhållningssätt, tänkande och lärande |
|
X
|
X
|
LAB1
TEN1
|
Kritiskt tänkande |
|
2.5 Etik, likabehandling och ansvarstagande |
|
|
|
|||
3. FÖRMÅGA ATT ARBETA I GRUPP OCH ATT KOMMUNICERA | ||||||
3.1 Arbete i grupp |
|
X
|
|
LAB1
|
Datorlaborationer i grupp |
|
3.2 Kommunikation |
|
X
|
|
LAB1
|
Skriftlig redovisning av datorlaborationer |
|
3.3 Kommunikation på främmande språk |
|
|
|
|||
4. PLANERING, UTVECKLING, REALISERING OCH DRIFT AV TEKNISKA PRODUKTER OCH SYSTEM MED HÄNSYN TILL AFFÄRSMÄSSIGA OCH SAMHÄLLELIGA BEHOV OCH KRAV | ||||||
4.1 Samhälleliga villkor, inklusive ekonomiskt, socialt och ekologiskt hållbar utveckling |
|
|
|
|||
4.2 Företags- och affärsmässiga villkor |
|
|
|
|||
4.3 Att identifiera behov samt strukturera och planera utveckling av produkter och system |
|
|
|
|||
4.4 Att konstruera produkter och system |
|
|
|
|||
4.5 Att realisera produkter och system |
|
|
|
|||
4.6 Att ta i drift och använda produkter och system |
|
|
|
|||
5. PLANERING, GENOMFÖRANDE OCH PRESENTATION AV FORSKNINGS- ELLER UTVECKLINGSPROJEKT MED HÄNSYN TILL VETENSKAPLIGA OCH SAMHÄLLELIGA BEHOV OCH KRAV | ||||||
5.1 Samhälleliga villkor, inklusive ekonomiskt, socialt och ekologiskt hållbar utveckling för kunskapsutveckling |
|
|
|
|||
5.2 Ekonomiska villkor för kunskapsutveckling |
|
|
|
|||
5.3 Att identifiera behov samt strukturera och planera forsknings- eller utvecklingsprojekt |
|
|
|
|||
5.4 Att genomföra forsknings- eller utvecklingsprojekt |
|
|
|
|||
5.5 Att redovisa och utvärdera forsknings- eller utvecklingsprojekt |
|
|
|
Denna flik innehåller det material som är publikt i Lisam. Den information som publiceras här är inte juridiskt bindande, sådant material hittar du under övriga flikar på denna sida. Klicka på filen för att spara ner och öppna den.
Namn | Filnamn | Beskrivning |
---|---|---|
courseinfo20 | courseinfo20.pdf | Course information |
courseoutline20 | courseoutline20.pdf | Course outline |
tne041_lecture_1_2020 | tne041_lecture_1_2020.pdf | Lecture 1,Jan 21 |