Course syllabus
Kurs-PM
TIF 097 (6 p) Experimentell Fysik 2
F 3 - 23/24
Kursen ges av institutionen för Fysik
Examinator: Jan Swenson
jan.swenson@chalmers.se, tel:772 5680, rum F5113 (Forskarhuset fysik)
Behörighet
För kurser på grundnivå inom Chalmers utbildningsprogram gäller samma behörighetskrav som till de(t) program där kursen ingår i programplanen.
Kursspecifika förkunskaper:
Experimentell fysik 1
Syfte
Kursens syfte är att utveckla skicklighet i experimentellt arbete. Detta innefattar allt från att planera mätningar för att erhålla den information som önskas till att analysera och förstå de experimentella resultaten och dokumentera dessa i en teknisk rapport. Kursen ger därmed såväl färdigheter i användandet av avancerad experimentell utrustning som träning i innovativt tänkande och problemlösning. Kursen ger utrymme för en progression i lärandet i experimentellt arbete från den som har erhållits från kursen Experimentell fysik 1. För att ge träning i att designa mätningarna för bästa resultat ges tillgång till laboratorium och utrustning i minst tre hela dygn. Man skall på ett innovativt sätt använda kunskaper från tidigare teorikurser till att planera och utföra de experimentella mätningarna på bästa sätt samt till att förstå och teoretiskt tolka de uppnådda resultaten.
Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)
Utföra noggranna mätningar på avancerad experimentell utrustning.Planera och utforma experimentella mätningar för att erhålla svar på fysikaliska problem.
Bygga experimentella uppställningar för de egenutformade experimentella mätningarna.
Förstå och teoretiskt tolka experimentella resultat.
Felanalys och förståelse för signifikansen i de uppnådda resultaten.
Skriva tekniska rapporter.
Innehåll och upplägg
Kursen baseras på fyra experimentella laborationer inom områdena OPTIK, KVANTFYSIK, TERMODYNAMIK och FASTA TILLSTÅNDETS FYSIK. Två av laborationerna ingår i momentet Laboration, och två ingår i momentet Projekt under lp 2, 3 och 4. Man arbetar parvis, där man själv väljer labb-partner, och studentparet ska utföra sina uppgifter så självständigt som möjligt. Studentparet får varje laborationsuppgift i god tid i förväg och skall presentera sin lösning på problemet vid en schemalagd förstudietid med läraren ett par dagar innan man startar laborationen. Man har tillgång till laboratoriet under tre eller fyra dygn (det senare då tiden löper över helgen). Mätningarna protokollförs i en särskild labb-logg som ska godkännas av laborationshandledaren. Varje par skall utarbeta en teknisk rapport för varje laboration. Man får graderade betyg på kursen, baserade på experimentell skicklighet (bedöms av laborationshandledaren och viktas 20% av betyget), originellt tänkande (bedöms av läraren och viktas 20%), kvalitet på dataanalys (bedöms av läraren och viktas 20%) hur välskriven rapporten är (bedöms av läraren och viktas 20%) samt hur fullständig rapporten är (bedöms av läraren och viktas 20%).
Eftersom kursen kräver hantering av relativt avancerad utrustning, inklusive inom området elektrisk mätteknik, är det ett krav att man skall ha genomgått Experimentell fysik 1 eller ha motsvarande kunskaper för att få deltaga i kursen. Vid en introduktionsföreläsning i början av höstterminen sker en grundlig genomgång av kursens upplägg. Ett par veckor före laborationerna inom respektive ämnesområde startar hålls en dubbeltimmes föreläsning där laborationsuppgifterna beskrivs i mer detalj för att underlätta det fortsatta arbetet.
Litteratur
Manualer, referenslitteratur och annan litteratur på kursens hemsida och/eller i skåpet på "torget" (mittenkorridoren) på våningsplan 7 i Forskarhuset. Kurslitteraturen för respektive teorikurs samt all information som finns tillgänglig på nätet.
Gruppindelning
Ni arbetar i grupper om två och ni bildar era grupper själva genom att ni två väljer en av de tillgängliga laborationsgrupperna. Ni har alltså samma laborationspartner för samtliga laborationer. I laborationsschemat som finns på under ”filer” framgår det vilka laborationstider, förstudietider samt laborationsuppgifter som är kopplade till respektive laborationsgrupp.
Bokning av laborationstider
Som nämnts ovan så är laborationstiderna för de fyra laborationerna redan förbestämda för varje laborationsgrupp, så genom att välja laborationsgrupp väljer ni också era laborationstider. Ni kommer att kunna välja laborationsgrupp från den 1/11 kl. 13:00.
Förstudierapport
När gruppen har tilldelats en uppgift skall ni med hjälp av litteraturstudier komma fram till en lösning. Ni skall presentera denna på några A4-sidor i form av en förstudierapport. Denna förstudierapport är i sig icke slutbetygsgrundande, men den är framförallt en viktig del av er förberedelseprocess och den underlättar senare rapportskrivning. Gruppen måste dock vara godkänd på förstudierapporten för att få genomföra laborationen. Denna skall innehålla Problemet, Förslag till Lösning, Experimentuppställning, Utrustningsförteckning, Mätserier och Referenser. Ni diskuterar er lösning med läraren i cirka 15 minuter vid den inlämningstid ni fått er tilldelad. Ni träffar lärarna antingen på deras rum (om inget annat bestäms) eller via Zoom (lärarna kommer då skicka en länk eller lägga upp den på den här hemsidan) eller en annan överenskommen plats. En del extrauppgifter är ganska öppet formulerade så det är möjligt att ni kommer att ha önskemål om någon utrustning som inte finns i utrustningsförteckningen. Om så är fallet är det viktigt att ni meddelar berörd lärare och laborationshandledare i god tid (innan förstudiesamtalet) så att de har möjlighet att skaffa fram den önskade utrustningen.
Förstudierapporten skall laddas upp på hemsidan (om inte någon annan överenskommelse har gjorts med läraren) senaste 24 timmar (lördagar och söndagar borträknade) innan den inplanerade förstudietiden.
Laboration och laborationsrum
Det experimentella arbetet utföres i labbrum på plan 7 i Forskarhuset:
Optik F7302
Kvant F7304
Termo F7301, F7303, F7305
Fasta F7309, F7311 (Röntgenlabb)
Laborationshandledare
Det finns normalt inga laborationshandledare närvarande, utan ni träffar dessa på tider ni kommer överens om vid incheckningen, exempelvis på onsdag och torsdag respektive lördag och måndag. Ni som labbar över en helg kan kräva att få träffa handledaren antingen på lördagen eller söndagen (kl 08:00 – 18:00), men inte båda dagarna.
När er uppställning är i mätläge skall den visas upp för handledaren på den tid ni kommit överens om för kontroll.
Detta gäller både grunduppgiften och den valfria extrauppgiften. Handledaren gör då också en bedömning av hur väl uppställning och uppkopplingar är gjorda.
Handledarna skall också kontaktas då ni befarar att någon utrustning är trasig.
Labblogg:
När ni har loggat in bör ni kontrollera att all den utrustning ni behöver verkligen finns i labbet.
Under det experimentella arbetets gång skall ni föra en labblogg innehållande labbuppställning, modifieringar, instrumentinställningar, observationer, rådata osv. När ni har laborerat färdigt skall labbloggen godkännas av laborationshandledaren, som också använder den i sitt betygsunderlag. Även er noggrannhet, kreativitet, ambitionsnivå samt förmåga att lösa problem kommer att vara betygsgrundande. För att assistenten ska godkänna labbloggen krävs också att ni har plockat undan all experimentell utrustning och placerat den där ni tog den. Labbloggen skall i originalskick bifogas den Tekniska rapporten.
Lärare och assistenter
Kvantfysik:
Lärare e-post Rum Telefon
Raimund Feifel raimund.feifel@physics.gu.se F8413 0708-38 16 89
Assistenter
Christoffer Olofsson christoffer.olofsson@physics.gu.se
Lova Wilske lova@chalmers.se
Linus Sundberg linus.sundberg@gu.se
Optik:
Lärare
Andreas Heinz andreas.heinz@chalmers.se F8008 031-772 3430
Assistenter
Nicola Garlet nicola.garlet@chalmers.se 0793-580039
Emelie Tornéus emelie.torneus@chalmers.se 0705-2661187
Kajsa Ahlgren kajsa.ahlgren@chalmers.se 0793-400690
Mahdi Shanei mahdi.shanei@chalmers.se 0704-633692
Termodynamik:
Lärare
Jan Swenson jan.swenson@chalmers.se F5113 (i Forskarhuset) 031-772 56 80
Assistenter
Leyla Beckerman leylab@chalmers.se F5110 ( i Forskarhuset) 0707-18 71 38
Yihu Li yihu.li@chalmers.se 0761-48 25 58
Fasta tillståndets fysik:
Lärare
Julia Maibach Julia.maibach@chalmers.se 2041 (i Soliden) 031-772 1258
Assistenter
Josef Rizell rizell@chalmers.se
Sofia Reiner sofia.reiner@chalmers.se
Elin Dufvenius Esping elin.esping@chalmers.se
Kommunikation med lärare och assistenter sker lämpligast via e-post. Ändringar och nyheter kan också komma att publiceras på hemsidan.
Teknisk experimentrapport
Själva rapporten:
Resultatet av ert arbete skall redovisas i en kortfattad teknisk rapport. Vi beaktar särskilt originellt tänkande (viktas 20% av betyget), noggrannhet och skicklighet i experimentellt arbete (viktas 20%), kvalitet på dataanalys (viktas 20%) samt hur välskriven (viktas 20%) och fullständig (viktas 20%) den tekniska rapporten är. Ett lämpligt omfång på rapporten är normalt 5-10 sidor, övrigt relevant material kan läggas som appendix. Tänk på att rapporten skall vara fullt läsbar utan appendix, så att ni inte lägger alla resultat och figurer där.
Rapportern skall lämnas in senast en månad efter utförd laboration. Dock räknas inte Julledigheten 19/12 till och med 8/1 in i denna månad. Exakt deadline för varje grupp framgår av laborationsschemat.
Varje laboration består av en basuppgift och en fri uppgift. Basuppgiften är välbestämd medan den fria uppgiften ger stor valfrihet att hitta på någon ny innovativ typ av experimentell mätning inom det tilldelade ämnesområdet. I bedömningsunderlaget ingår Utförande (inklusive labblogg), som betygsätts av laborationshandledaren (och viktas 20% av betyget) och Rapporten, som betygsätts av läraren. Rapporten bedöms efter originellt tänkande (viktas 20%), kvalitet på dataanalys (viktas 20%), hur välskriven rapporten är (viktas 20%) samt hur fullständigt dess innehåll är (viktas 20%).
För att en teknisk rapport ska bli godkänd, d.v.s. uppnå minst 8 p, krävs att följande fem punkter är tydligt dokumenterade:
- Basuppgiften är slutförd.
- De experimentella mätningarna är korrekt utförda.
- Rimliga experimentella resultat har uppnåtts.
- Felanalys är genomförd.
- En viss fysikalisk förståelse för resultaten visas.
Rättning och poängsättning är klar:
Optik: 2024 06 04
Termo: 2024 04 19
Kvant: 2024 06 12
Fasta tillståndet: 2024 06 04
Inlämning av den tekniska rapporten sker genom att den laddas upp på hemsidan, om inte någon annan överenskommelse har gjorts med den berörda läraren. Rapporter som lämnas in efter sista inlämningsdatumet kan endast erhålla poäng 8-10.
Kursbetyg:
Uppgifterna är tvådelade med en basuppgift och en fri uppgift. Görs endast basuppgiften tillfredsställande fås normalt poängen 8-10, men en poäng upp till 12 kan ges vid mycket gott utförande och en utmärkt rapport. För att uppnå ännu högre poäng (13-16) måste dock även den fria uppgiften ha utförts på ett utmärkt sätt.
I bedömningsunderlaget ingår Utförande (inklusive Labblogg), som betygsätts av laborationshandledaren (och viktas 20% av betyget) och Rapporten, som betygsätts av läraren. Rapporten bedöms efter originellt tänkande (viktas 20%), kvalitet på dataanalys (viktas 20%), hur välskriven rapporten är (viktas 20%) samt hur fullständig dess innehåll är (viktas 20%).
För att bli godkänd på kursen krävs att för varje laboration ska förstudierapporten ha lämnats in i tid och blivit godkänd, labbloggen blivit godkänd av laborationshandledaren samt den tekniska rapporten uppnått minst 8 p. För betygen 4 och 5 gäller följande:
Gränsen för en 4:a är 44 poäng och för en 5:a 56 poäng.
FÖRELÄSNINGAR:
30/10 Generell Introduktion + Optik (FB-salen, tid: 13.15-14)
1/11 Optik + termodynamik (FB-salen, tid: 15.15-17)
6/11 Kvantfysik (FB-salen, tid: 13.15-14:15)
15/1 Fasta tillståndets fysik (FB-salen, tid: 10.00-11.45)
KURSUTVÄRDERARE 2023/2024:
Eric Ljungberg (ericlj@student.chalmers.se)
Adam Orthag (adam.orthag@gmail.com)
Uppdaterad 2024-01-16 av Jan Swenson
Länk till kursplanen i Studieportalen Studieplan
Course summary:
| Date | Details | Due |
|---|---|---|