EÐLI2BB05 - Raffræði og bylgjur

Efni áfangans skiptist í raffræði og bylgjufræði. Í raffræðinni er unnið með jafnstraumsrásir og ýmis grunnhugtök sem tengjast þeim. Fjallað er um rafstraum, raforku og rafafl og notkunarmöguleika þétta. Í bylgjufræðinni er fjallað um helstu hugtök og reglur sem tengjast bæði efnisbylgjum og ljósi. Áhersla er lögð á hvernig bylgjur og raffræði snerta daglegt líf nemenda. Í verklegum æfingum er sérstök áhersla lögð á túlkun og meðhöndlun grafa auk þess sem ætlast er til að framsetning gagna úr verklegum tímum sé á tölvutæku formi. Grunnaðferðir við óvissureikninga eru kynntar. Nemendur eiga að öðlast leikni í að vinna með eðlisfræðileg tæki svo sem fjölsviðsmæla og tölvutengd mælitæki og geta gert grein fyrir og útskýrt þau lögmál sem notuð eru í bóklegum og verklegum tímum. Helstu efnisatriði eru:

• Hleðsla og lögmál Coulombs.
• Spenna, straumur, viðnám, hitastigull viðnáms.
• Rafafl, raforka og varmaorka.
• Viðnámstengingar, fyrsta lögmál Kirchhoffs.
• Plötuþéttar, orka þéttis, afhleðsla.
• Lögmál bylgjufræðinnar um ljós, hljóð og vatn.
• Staðbylgjur í lokuðu og hálfopnu kerfi.
• Hljóðstyrkur og skynstyrkur hljóðs.
• Samliðun, brot bylgna, Dopplerhrif, alspeglun.
• Geislagangur í gegnum linsur. 

Nemandi hefur almenna þekkingu og skilning til að gera grein fyrir:

• Hugtökum sem snerta raffræði jafnstraumsrása.
• Einföldum rafrásum og fjölsviðsmælum.
• Helstu eiginleikum þétta og hvernig þeir eru nýttir.
• Raforkuframleiðslu með vatnsafli og jarðgufuvirkjunum.
• Tengslum lögmála og hugtaka bylgjufræðinnar við ýmsa þætti daglegs lífs.

Nemandi skal hafa öðlast leikni í að:

• Setja fram og vinna með töluleg gögn.
• Snúa eðlisfræðijöfnum til að einangra mismunandi stærðir.
• Setja eðlisfræðilegar upplýsingar fram með jöfnum.
• Gera skýringarmyndir af uppsetningu tilrauna sem hann framkvæmir.
• Setja eðlisfræðilegar mælingar fram í töflum og línuritum.
• Vinna með öðrum nemendum að mælingum og athugunum.
• Vinna með ýmiss konar tæki m.a. tölvutengd við framkvæmd tilrauna.
• Nota tölvuforrit við lausn verkefna og ritun skýrslna.
• Meta og reikna óvissu í tilraunum.

Nemandi skal vera fær um að nýta þekkingu og leikni sína til að:

• Túlka lögmál eðlisfræðinnar með eigin orðum.
• Skýra fyrir öðrum og ræða um þau eðlisfræðilegu fyrirbæri sem hann hefur kynnst.
• Sýna sjálfstæði í vinnubrögðum og bera ábyrgð á eigin námsframvindu.
• Vinna í hóp að mælingum og athugunum í eðlisfræði.
• Nota línurit við túlkun eðlisfræðilegra mælinga.
• Vinna með jöfnur og leysa verkefni sem tengjast eðlisfræðihugtökum.
• Leggja á gagnrýnin hátt mat á upplýsingar sem tengjast eðlisfræði.
• Tengja þekkingu sína í eðlisfræði við daglegt líf sitt og umhverfi og sjá notagildi hennar.