Studiehandboken 06/07 del 4 - KTH

KTH Studiehandbok Studiehandbok 2006-2007
2B1113 Tillämpad fysik, termodynamik och
vågrörelselära
Poäng/KTH Credits 5
ECTS-poäng/ECTS Credits 7.5
Kursnivå/Level
B
Betygsskala/Grading, KTH 3, 4, 5
ECTS-betygsskala/Grading, ECTS
A-F
Obligatorisk för/Compulsory for
ME1
Språk/Language
Svenska/Swedish
Kurssida/Course Page
http://www.it.kth.se/courses/2B1111
Applied Physics,
Thermodynamics and Waves
Kursansvarig/Coordinator
Ulf Karlsson, ulfk@imit.kth.se
Tel. 790 41 53
Kursuppläggning/Time Period 4
Föreläsningar 42 h
Övningar 28 h
Lab 16 h
Mål
Kursen introducerar viktiga områden och begrepp inom grundläggande
tillämpad fysik, i form av både teorier och modeller och genom viktiga
experiment. Kursen innehåller två delar: 1. termodynamik och 2. vågrörelse
Termodynamikdelen skall bekanta studenterna med vikiga begrepp och
förhållanden vad det gäller energi, temperatur och omvandlingar mellan olika
energiformer. Kunskaper i termodynamik är av stor betydelse inom alla
fysikens områden.
Vågrörelsedelen skall ge studenterna insikt i och förståelse för grundläggande
fenomen förknippade med vågutbredning. Kunskap om dessa fenomen är av
avgörande betydelse för fortsatta studier inom områden som laserfysik och
optisk kommunikation men även av stor betydelse inom t.ex. kondenserade
materiens fysik.
Kursinnehåll
Termodynamik (3p): Temperatur och termometrar. Allmänna gaslagen.
Värmemaskiner. Termodynamikens huvudsatser. Kylskåp och värmepumpar.
Carnotcykler. Entropi och absolut temperatur. Termisk och kemisk jämvikt.
Jämviktsvillkor. Fasdiagram och fasövergångar. Termodynamiska potentialer.
Termodynamikens giltighetsgräns.
Vågrörelse (3p): Mekaniska och elektromagnetiska vågor. Reflektion,
brytning, superposition och polarisation. Vågor i olika geometrier. Interferens.
Diffraktion. Laborationer: Termodynamik: Två stycken ännu ej bestämda
laborationer inom området. Vågrörelse: En laboration i fiberoptik och en
laboration i interferens/diffraktion.
Laborationer:
Termodynamik: En laboration i värmekapacitivitet och en laboration på
värmepump.
Vågrörelse: En laboration i fiberoptik och en laboration i
interferens/diffraktion.
Kursfordringar
Godkänd tentamen (TEN1, 4p)
Godkända laborationer (LAB1, 1p)
Kurslitteratur
Våglära och Optik
Göran Jönsson & Elisabeth Nilsson, Teach Support
Energilära
Olof Beckman mfl. Liber AB
Aim
The course introduces important topics
and concepts within basic applied
physics, containing both theories and
models, and important experiments. The
course consists of two parts: 1
Thermodynamics and 2 Waves. The part
about thermodynamics should
familiarize the students with important
concepts and relations concerning
energy, temperature and conversion
between different forms of energy.
Knowledge of thermodynamics is
important for all fields of physics.The
part about waves should give the
students insight into and understanding
of basic phenomena concerning wave
propagation. This knowledge is
fundamental for continued studies in the
fields of laser physics and optical
communication, but also of importance
for condensed matter physics and other
courses.
Syllabus
Thermodynamics (3 credits):
Temperature and thermometers. The
ideal gas law. Heat cycles. The laws of
thermodynamics. Refrigerators and heat
pumps. Carnot cycles. Entropy and
absolute temperature. Thermal and
chemical equilibrium. Equilibrium
conditions. Phase diagrams and phase
transitions. Thermodynamic potentials.
The validity limit of thermodynamics.
Waves (3 credits): Mechanical and
electromagnetic waves. Reflection,
refraction, superposition and
polarisation. Waves in various
geometries. Interference. Diffraction.
Laboratory exercises
Waves: One laboratory exercise on fibre
optics, and one on interference and
diffraction.
Thermodynamics: One laboratory
exercise on heat capacity and one on the
heat pump.
Requirements
Written exam (TEN1, 4 credits).
Approved laboratory exercises (LAB1, 1
credits).
Required Reading
Våglära och Optik
Göran Jönsson & Elisabeth Nilsson,
Teach Support
Energilära
Olof Beckman mfl. Liber AB
ICT Skolan för informations- och kommunikationsteknik 585