FF502: Fysik og matematik: Den matematiske modellerede videnskab (20 ECTS)

STADS: 13013601

Niveau
Bachelorkursus

Undervisningsperiode
Kurset begynder i efterårssemesteret og fortsætter i forårssemesteret.

Ansvarlige undervisere
Email: Frandsen@cp3.dias.sdu.dk
Email: ryttov@cp3.dias.sdu.dk
Email: dkyed@imada.sdu.dk
Email: zqex@sdu.dk
Email: molgaard@cp3.dias.sdu.dk

Skemaoplysninger
Vis hele skemaet
Vis personligt skema for dette kursus.

Indgangskrav:
Ingen

Faglige forudsætninger:
Ingen

Kursusintroduktion
Kursets overordnede formål er at bygge bro mellem grundlæggende matematiske emner og teknikker og deres anvendelser inden for naturvidenskab, herunder især fysik.
I kursets fysikdel vil de studerende lære at anvende fysiske love til at opstille matematiske modeller, at løse disse modeller samt at evaluere resultaternes fysiske relevans under hensyntagen til modellernes begrænsninger. De vil endvidere udføre eksperimenter som illustrerer teorien og lære at behandle og fortolke resultaterne.

Kursets matematiske del vil træne de studerende i at behandle naturvidenskabelige modeller ved at identificere og bruge relevante matematiske metoder, herunder matematisk symbolsprog og logisk argumentation.

Forventet læringsudbytte
Efter kursets afslutning forventes den studerende at kunne:

• Modellere et antal fysiske problemstillinger vha. fysiske love.
• Anvende metoder og resultater inden for differential- og integralregning til at analysere og forklare opførslen af modellerne.
• Formulere og gennemføre ræsonnementer i et korrekt matematisk symbolsprog i forbindelse med givne matematiske problemstillinger inden for kursets pensum.
• Løse givne matematiske problemer inden for kursets pensum.

Emneoversigt
Emneoversigt i fysikdelen:

• Anvendelse af Newtons love til simple problemstillinger, som kan formuleres som enkeltpartikeldynamik.
• Bevarelseslove for energi, impuls og impulsmoment.
• Ladet partikel i et magnetfelt: Lorentz' kraft og massespektrometri.
• Kontinuerte massefordelinger, faste legemer, rotation og vibration.
• Lyd og lys.
• Væskedynamik.
• Termodynamikkens love, termodynamiske potentialer og termodynamikkens anvendelser til udvalgte problemstillinger
• Diffusion i et kraftfelt med anvendelse på elektroforese.

Eksperimenter i fysikdelen:
Der er fire laboratorieøvelser som understøtter og illustrerer det teoretiske pensum. Øvelserne handler om roterende legemer, den svingende streng, ideelle gasser og diffusion.

Emneoversigt i matematikdelen:

• Funktionsbegrebet.
• Differentiation og integration af funktioner af en og flere variable.
• Differentialligninger.
• Vektorregning, kurve- og fladeintegraler.
• Gauss’, Greens og Stokes’ sætninger fra vektorregning.

Litteratur

• Richard Wolfson: Essential University Physics, 2nd edition (specialudgave - kan kun købes i boghandlen).

Kursets hjemmeside
Dette kursus benytter e-learn (blackboard).

Forudsætningsprøver

1. Deltagelse i laboratorieøvelser er en forudsætning for eksamensform c. (13013522)
2. Deltagelse i laboratorieøvelser er en forudsætning for eksamensform d. (13013642)

Eksamen- og censurform:

1. Aflevering af obligatoriske opgaver i matematik. Bestået/ikke-bestået med intern bedømmelse ved underviser, omfang 2 ECTS (13013652) Forårssemestret
2. Aflevering af obligatoriske opgaver i fysik. Bestået/ikke-bestået med intern bedømmelse ved underviser, omfang 2 ECTS (13013662) Forårssemestret
3. Rapport og mundtlig fremlæggelse over laboratorieøvelser. Bestået/ikke bestået med intern bedømmelse ved underviser, omfang 1 ECTS (13013512) Efterårssemestret
4. Rapport og mundtlig fremlæggelse over laboratorieøvelser. Bestået/ikke bestået med intern bedømmelse ved underviser, omfang 1 ECTS (13013612) Forårssemestret
5. Projektopgave i matematik. Bedømmes efter 7-trinsskalaen med intern bedømmelse, omfang 3 ECTS. (13013622) Forårssemestret
6. Projektopgave i fysik. Bedømmes efter 7-trinsskalaen med intern bedømmelse, omfang 3 ECTS. (13013632) Forårssemestret
7. Skriftlig eksamen i matematik. Bedømmes efter 7-trinsskalaen med intern bedømmelse, omfang 4 ECTS. (13013532) Efterårssemestret
8. Skriftlig eksamen i fysik. Bedømmes efter 7-trinsskalaen med intern bedømmelse, omfang 4 ECTS (13013542) Efterårssemestret

Reeksamen i samme eksamenstermin eller i umiddelbar forlængelse heraf

Vejledende timetal
På naturvidenskab er undervisningen tilrettelagt efter trefasemodellen dvs. intro, trænings- og studiefasen.
Introfase: 80 timer
Træningsfase: 100 timer, heraf:
 - Eksaminatorie: 80 timer
 - Laboratorieøvelser: 20 timer

Aktiviteter i studiefasen Studiefase: 30 timer

Sprog
Dette kursus undervises på dansk eller engelsk, afhængigt af underviseren. Dog altid på Engelsk ved deltagelse af internationale studerende.

Kursustilmelding
Se tilmeldingsfrister.

Pris for åben uddannelse
Se priser for enkeltkurser.

Dette er den nyeste version af en kursusbeskrivelse, som trådte i kraft den 1. sep 2015.