Syventävät kurssit

Valtakunnalliset syventävät kurssit

2. Lämpö (FY2)

Tavoitteet
Kurssin tavoitteena on, että opiskelija
• osaa käyttää ja soveltaa lämpöilmiöiden käsitteitä jokapäiväisen elämän, ympäristön, yhteiskunnan ja teknologian ilmiöissä
• osaa tutkia aineen termodynaamiseen tilaan ja olomuodon muutoksiin liittyviä ilmiöitä
• syventää ymmärrystään energiasta fysiikan keskeisenä käsitteenä
• kehittää valmiuksia osallistua ympäristöä ja teknologiaa koskevaan päätöksentekoon.

Keskeiset sisällöt
• fysiikan merkitys energiantuotannon ratkaisuissa ja kestävän tulevaisuuden rakentamisessa
• lämpö ja lämpötila
• kaasujen tilanmuutokset, lämpölaajeneminen ja paine
• kappaleiden lämpeneminen, jäähtyminen, olomuodon muutokset ja lämpöenergia
• mekaaninen työ, teho ja hyötysuhde
• energian säilyminen lämpöopissa ja lämmön siirtymissuunta
• tutkimuksen tai ongelmanratkaisun ideointia ja suunnittelua


3. Sähkö (FY3)

Tavoitteet
Kurssin tavoitteena on, että opiskelija
• osaa käyttää ja soveltaa sähköön liittyviä käsitteitä jokapäiväisen elämän, ympäristön, yhteiskunnan ja teknologian ilmiöissä
• harjaantuu matemaattisessa mallintamisessa ja suureyhtälöiden käyttämisessä
• osaa tutkia kokeellisesti sähköön liittyviä ilmiöitä ja osaa tehdä sähköopin perusmittauksia
• osaa käyttää tieto- ja viestintäteknologiaa tutkimusten tekemisessä.

Keskeiset sisällöt
• fysiikan ja teknologian merkitys jokapäiväisessä elämässä ja yhteiskunnassa
• sähkövirta ja jännite sekä resistanssi ja Ohmin laki
• yksinkertaiset tasavirtapiirit ja Kirchhoffin lait
• sähköteho ja Joulen laki
• kondensaattori, diodi ja LED komponentteina
• sähköstaattinen vuorovaikutus, Coulombin laki ja sähkökenttä
• sähköturvallisuus, kytkentöjen tekeminen ja virtapiirien tutkiminen

4. Voima ja liike (FY4)

Tavoitteet
Kurssin tavoitteena on, että opiskelija
• osaa käyttää ja soveltaa voiman ja liikkeen käsitteitä jokapäiväisen elämän, ympäristön, yhteiskunnan ja teknologian ilmiöissä
• ymmärtää säilymislakien merkityksen fysiikassa
• osaa tutkia kokeellisesti voimaan ja liikkeeseen liittyviä ilmiöitä
• harjaantuu graafisten esitysten käyttämisessä ja tuottamisessa.

Keskeiset sisällöt
• fysiikan merkitys yksilön ja yhteiskunnan turvallisuudelle
• vuorovaikutus liikkeen muutoksen syynä, tasainen ja tasaisesti kiihtyvä suoraviivainen liike
• Newtonin lait, voimakuvio ja voimien yhteisvaikutus
• etä- ja kosketusvoimia: paino, kitka, noste ja kvalitatiivisesti väliaineen vastus
• liikeyhtälö
• momentti ja tasapaino pyörimisen suhteen yksinkertaisissa tilanteissa
• liikemäärän säilymislaki, impulssiperiaate ja yksiulotteiset törmäykset
• liike- ja potentiaalienergia sekä mekaanisen energian säilymislaki
• mallien käyttäminen ja muodostaminen sekä niiden rajoitukset ja puutteet


5. Jaksollinen liike ja aallot (FY5)

Tavoitteet
Kurssin tavoitteena on, että opiskelija
• osaa käyttää ja soveltaa jaksollisen liikkeen ja aaltojen käsitteitä jokapäiväisen elämän, ympäristön, yhteiskunnan ja teknologian ilmiöissä
• perehtyy värähdys- ja aaltoliikkeen perusteisiin tutkimalla mekaanista värähtelyä ja ääntä
• osaa käyttää tieto- ja viestintäteknologiaa mallintamisen välineenä.

Keskeiset sisällöt
• fysiikan merkitys lääketieteessä ja musiikissa
• tasainen ympyräliike
• gravitaatiovuorovaikutus
• harmoninen voima ja värähdysliike
• aaltoliikkeen synty ja aaltojen eteneminen
• aaltoliikkeen heijastuminen, taittuminen, diffraktio, interferenssi ja seisovat aallot
• ääni aaltoliikeilmiönä
• mallien ja simulaatioiden suhde todellisuuteen

6. Sähkömagnetismi (FY6)

Tavoitteet
Kurssin tavoitteena on, että opiskelija
• osaa käyttää ja soveltaa sähkömagnetismiin ja valoon liittyviä käsitteitä jokapäiväisen elämän, ympäristön, yhteiskunnan ja teknologian ilmiöissä
• osaa käyttää tieto- ja viestintäteknologiaa tuotosten muodostamisessa
• harjaantuu ilmaisemaan itseään fysiikalle ominaisilla tavoilla ja analysoimaan eri tietolähteiden argumentointia.

Keskeiset sisällöt
• fysiikan merkitys energia- ja viestintäteknologiassa
• magnetismi, magneettinen vuorovaikutus ja magneettikenttä
• varatun hiukkasen liike sähkö- ja magneettikentässä
• sähkömagneettinen induktio, magneettivuo, induktiolaki ja Lenzin laki
• generaattori, muuntaja, vaihtovirran synty ja energian siirto sähkövirran avulla
• sähkömagneettisen säteilyn spektri, valon heijastuminen, taittuminen, interferenssi ja diffraktio
• tutkimuksen tai ongelmanratkaisuprosessin jäsennetty kuvaaminen


7. Aine ja säteily (FY7)

Tavoitteet
Kurssin tavoitteena on, että opiskelija
• osaa käyttää ja soveltaa aineen ja säteilyn käsitteitä jokapäiväisen elämän, ympäristön, yhteiskunnan ja teknologian ilmiöissä
• syventää kokonaiskuvaa fysiikasta aineen ja maailmankaikkeuden rakennetta selittävänä tieteenä.

Keskeiset sisällöt
• näkökulmia fysiikan ja kosmologian kehittymiseen
• energian kvantittuminen
• sähkömagneettisen säteilyn kvantittuminen ja fotonit
• aaltohiukkasdualismi
• atomiytimen rakenne
• ydinreaktiot, ydinenergia, ytimen sidosenergia sekä energian ja massan ekvivalenssi
• radioaktiivisuus ja hajoamislaki
• säteilyturvallisuus ja säteilyn hyötykäyttö
• tiedonhankinta, esittäminen ja arviointi