Studiefiche - studiegids UGent

Studiefiche
Vanaf academiejaar 2016-2017
Fysica III: optica en fysische concepten uit de 20ste eeuw (I700017)
Cursusomvang
(nominale waarden; effectieve waarden kunnen verschillen per opleiding)
Studiepunten 4.0
Studietijd 120 u
Contacturen
42.0 u
Aanbodsessies en werkvormen in academiejaar 2016-2017
B (semester 2)
hoorcollege: plenaire oefeningen
5.0 u
microteaching
2.0 u
practicum
10.0 u
hoorcollege
25.0 u
Lesgevers in academiejaar 2016-2017
D'heer, Johan
LA15
Aangeboden in onderstaande opleidingen in 2016-2017
Bachelor of Science in de biowetenschappen
Verantwoordelijk lesgever
stptn
4
aanbodsessie
B
Onderwijstalen
Nederlands
Trefwoorden
Optica, terugkaatsing, breking, optische instrumenten, interferentie, diffractie,
diffractielimiet, zwarte straling, fotonen, atoommodellen, atomaire spectra,
materiegolven, onzekerheidsprinciepe Heisenberg, quantummechanica,
golfmechanica, Schrödingervergelijking, atoomfysica, waterstofatoom, spin, meerelektron atomen, moleculaire binding, rotatie- en vibratiespectra, laser, X-straling,
luminiscentie, fluoriscentie, kernfysica, isotopen, kernspin, NMR, radioactiviteit,
kernfusie, kernfissie, dosimetrie.
Situering
Veel analysetechnieken zijn gebaseerd op optische eigenschappen van moleculen en
materialen en maken gebruik van optische toestellen. Daarnaast wordt gebruik
gemaakt van technieken die gebaseerd zijn op magnetische eigenschappen van het
elektron. Ook radioactieve tracers worden gebruikt om bepaalde processen in dieren
en planten te volgen.
De vermelde technieken komen aan bod in verschillende opleidingsonderdelen van de
verschillende opleidingen Master in de Biowetenschappen en worden dikwijls gebruikt
tijdens het uitvoeren van het afstudeerwerk. Kennis en inzicht in de achtergrond en
zwakke en sterke punten van deze technieken is dus meer dan nodig.
In deze cursus worden de fysische achtergronden ervan verduidelijkt.
Inhoud
Optica:
• Terugkaatsing.
• Breking.
• Totale inwendige terugkaatsing.
• Dispersie.
• Beeldvorming bij spiegels en lenzen.
• Breking in lenzen.
• Optische toestellen.
• Interferentie.
• Diffractie.
• Diffractielimiet.
• Princiepe van Huygens en diffractie.
(Goedgekeurd)
1
Moderne fysica:
• Zwarte straling en fotonen.
• Atomaire spectra en atoommodel van Bohr.
• Materiegolven.
• Onzekerheidsprinciepe van Heisenberg.
• Schrödingervergelijking en golffuncties.
• Interpretatie van golffunctie.
• Deeltjes in potentiaalputten.
• Scanning Tunneling Microscoop.
• Waterstofatoom en spin elektron.
• Meer-elektronatomen en atomaire spectra.
• Bindingen in moleculen en vaste stoffen.
• Moleculaire energieniveaus en moleculaire spectra.
• Laser, X-straaldiffractie.
• Kernfysica: samenstelling atoomkern, isotopen.
• Radioactiviteit en radioactieve straling.
• Bindingsenergie van kernen.
• Kernfusie en kernfissie.
• Toepassingen: NMR, dosimetrie.
Begincompetenties
Fysica III bouwt verder op bepaalde eindcompetenties van "Wiskunde I (I700114)",
"Wiskunde II (I700115)", "Fysica I (I700015)" en "Fysica II (I700016)"; of de
eindcompetenties werden op een andere manier verworven.
Eindcompetenties
1 Inzicht hebben in de basisprincipes van de optica, atomaire fysica, stralingsfysica en
1 radioactiviteit.
2 Eenvoudige problemen i.v.m. optica, atomaire fysica, stralingsfysica en radioactiviteit
1 kunnen oplossen.
3 Op duidelijke wijze kunnen communiceren over een fysisch probleem dat verband
1 houdt met optica en/of hedendaagse fysische concepten.
4 In staat zin van eenvoudige technisch-wetenschappelijke problemen uit verschillende
1 disciplines van de toegepaste wetenschappen, de aspecten die verband houden met
1 optica en/of hedendaagse fysische concepten te begrijpen en toe te lichten.
5 In staat zijn mondeling en schriftelijk op verstaanbare wijze te rapporteren over zelf
1 uitgevoerde proeven i.v.m. optica.
6 In staat zijn opdrachten en experimenten i.v.m. optica in teamverband uit te voeren.
Creditcontractvoorwaarde
Toelating tot dit opleidingsonderdeel via creditcontract is mogelijk mits gunstige beoordeling
van de competenties
Examencontractvoorwaarde
Dit opleidingsonderdeel kan niet via examencontract gevolgd worden
Didactische werkvormen
Hoorcollege, microteaching, practicum, hoorcollege: plenaire oefeningen
Toelichtingen bij de didactische werkvormen
• Hoorcollege + plenaire oefeningen (30 u).
• Hoorcolleges zijn activerend door o.a. gebruik van conceptvragen.
• Practicum + microteaching (12 u).
• De proeven in het practicum worden uitgevoerd in groepjes van 2 à 3 studenten. Elke
student
• rapporteert schriftelijk over de uitgevoerde proef. Op het eind van het practicum
• geven de studenten een presentatie over een zelfgekozen onderwerp (te kiezen uit
• een door de lesgever opgestelde lijst).
Leermateriaal
• Handboek: UGent Wolfson Physics 2015 pack, ISBN 9781784479404. Dit pakket
• omvat: Essential University Physics Volume 1+2 with MasteringPhysics, Global
• Edition, 3/E + verlengde toegang tot MasteringPhysics. (LET OP: mag enkel worden
• aangeschaft via cursusdienst! Enkel pakketten aangeschaft via cursusdienst
• bevatten de juiste code voor toegang tot MasteringPhysics.)
• Elektronische leeromgeving MasteringPhysics met testen en supplementair materiaal
• bij de cursus.
• Elektronische leeromgeving Minerva met o.a. handouts van de gebruikte slides, oude
• examenvragen, vraagstukken.
Referenties
Zie Leermaterialen.
(Goedgekeurd)
2
Vakinhoudelijke studiebegeleiding
Na iedere les of na afspraak is de docent beschikbaar voor vragen en verdere uitleg.
Voor zelftesten, opgeloste oefeningen en examenvragen van vorige academiejaren
kunnen de studenten terecht op de elektronische leeromgevingen.
Evaluatiemomenten
periodegebonden en niet-periodegebonden evaluatie
Evaluatievormen bij periodegebonden evaluatie in de eerste examenperiode
Schriftelijk examen met open vragen, schriftelijk examen met meerkeuzevragen,
openboekexamen
Evaluatievormen bij periodegebonden evaluatie in de tweede examenperiode
Schriftelijk examen met open vragen, schriftelijk examen met meerkeuzevragen,
openboekexamen, mondeling examen
Evaluatievormen bij niet-periodegebonden evaluatie
Werkstuk, peer-evaluatie
Tweede examenkans in geval van niet-periodegebonden evaluatie
Examen in de tweede examenperiode is niet mogelijk
Toelichtingen bij de evaluatievormen
• Theorie: Schriftelijk examen met open vragen + meerkeuze vragen (theorie +
• vraagstukken), permanente evaluatie via electronisch testsysteem.
• Labo: Permanente evaluatie (schriftelijke rapporten) en praktisch examen, peer• evaluatie van presentatie. Deelname aan de labosessies is verplicht. Niet gewettigde
• afwezigheden kunnen a rato van de afwezigheid verrekend worden in de eindscore
• van de labo's. Niet gewettigde afwezigheid van meer dan 30% van de sessies, kan
• resulteren in quotatie "afw" (afwezig).
Eindscoreberekening
• Theorie: 75 %
• theorie + vraagstukken 13/20, testen via electronisch testsysteem 2/20.
• Labo: 25 %
• 5/20.
De student dient deel te nemen aan alle examens/opdrachten om te kunnen slagen en
dit zowel wat betreft de periodegebonden als niet-periodegebonden evaluatie. Quotatie
"afw" op het deel examen of het deel opdrachten wordt verrekend als een score 0. De
beoordeling en het tot stand komen van de eindquotatie gebeurt via het gewogen
gemiddelde volgens de toegekende coëfficiënten. Wanneer men echter minder dan
7/20 heeft voor één van de onderdelen maar waarbij het gewogen gemiddelde toch een
cijfer van 10 op 20 of meer is, is de eindscore gelijk aan het laagste niet-geslaagd cijfer.
(Goedgekeurd)
3