Hoppa till huvudinnehållet
Till KTH:s startsida Till KTH:s startsida

SK1117 Elektromagnetism och vågrörelselära 7,5 hp

Kurs-PM VT 2021-60059

Version 1 – 2021-03-06 08:40:18

Kursomgång

VT 2021-1 (Startdatum 2021-03-22, Svenska)

Undervisningsspråk

Svenska

Kursen ges av

SCI/Tillämpad fysik

Kurs-PM VT 2021

Rubriker markerade med en asterisk ( * ) kommer från kursplan version HT 2019

Innehåll och lärandemål

Kursinnehåll


Grundläggande vägbegrepp. Mekaniska vågor och akustik. Ljudintensitet och ljudintensitetsnivå.

Interferens. Elstatik: fältstyrka och potential, Gauss sats, metaller och dielektrika, kondensatorn, elektrostatisk energi.Magnetfält: Uppkomst, kraftverkan, magnetiska material och kretsar, magnetisk energi. Tekniska tillämpningar. Elektromagnetisk induktion. Grundläggande vågbegrepp. Något om mekaniska vågor och akustik. Elektromagnetsik induktion. Elektromagnetiska vågor: Alstring, polarisation, interferens och diffraktion, tekniska tillämpningar. Lasern. Koherens. Grundläggande geometrisk optik.

Lärandemål

Efter slutförd kurs ska studenten kunna:

  • lösa tekniska problem relevanta för sitt program som har samband med elektriska och magnetiska fält, mekaniska och elektromagnetiska vågor, samt bedöma lösningens rimlighet
  • använda fysikaliska mätmetoder och instrument samt redovisa resultat och utvärdera begränsningar

Med "fysikaliska" avses ovan den del av fysiken som ingår i kursinnehållet nedan.

Läraktiviteter

Kursens läraktiviteter är föreläsningar, räkneövningar och laborationer.

 

Detaljplanering

Kursens schema finns på länken nedan. Observera att det i år är stora skillnader mellan schemat för CMATD och schemat för CITEH.
Schema VT-2021-210

Föreläsningar

Det kommer att finnas två sorters föreläsningar: förinspelade och live-föreläsningar. De förinspelade ligger i listan nedan. Till varje förinspelad föreläsning hör ett quiz som ska göras före deadline. Live-föreläsningarna sker en gång i veckan över zoom. Här arbetar vi vidare med det material som veckans inspelade föreläsningar täckt, t.ex. genom att lösa exempel, repetera något som varit svårt eller arbeta med mentimeter-frågor. Och ni får chans att ställa frågor! För att underlätta diskussion spelas live-föreläsningarna inte in.

För CMATD gäller:

  1. Om föreläsningen ligger på en fredag är det en live-föreläsning och ni ska gå in på zoom-länken.
  2. Om föreläsningen ligger på någon annan veckodag är den förinspelad. Då ska ni leta upp rätt föreläsning i listan nedan och använda video- och textmaterialet. Till varje förinspelad föreläsning finns också ett quiz som ska göras före deadline. Undantaget är första föreläsningen måndag 22/3 då ni går in på zoom.

För CITEH gäller:

  1. Om föreläsningen ligger på en måndag är det en live-föreläsning och ni ska gå in på zoom-länken.
  2. Om föreläsningen ligger på någon annan veckodag är den förinspelad. Då ska ni leta upp rätt föreläsning i listan nedan och använda video- och textmaterialet. Till varje förinspelad föreläsning finns också ett quiz som ska göras före deadline.

Studiegrupper

Undervisningen kommer att vara nästan helt på distans den här kursomgången. För att underlätta sociala kontakter kommer vi att skapa studiegrupper. Studiegrupperna kommer att användas för två ändamål: dels för break-out rooms i Canvas på föreläsningarna och/eller övningarna, dels för de obligatoriska inlämningsuppgifterna. För att ni ska känna er trygga och kunna diskutera fritt får ni själva skapa era studiegrupper om 1-6 deltagare. Arbeta för att få ett trivsamt och öppet klimat i era studiegrupper. Behandla varandra med respekt. Och när ni gått ut i break-out room, slå gärna på kameran och mikrofonen!

Planerade föreläsningar

På Canvas-sidans länkar finns läsanvisningar, anteckningar och filmer för varje förinspelad föreläsning.

Föreläsning 1. Akustik: Mekansika vågor, ljudvågor. 22 mars

Föreläsning 2. Akustik: Intensitet och ljudintensitetsnivå, dämpning. 22 mars

Föreläsning 3. Akustik: Interferens. 23 mars CMATD, 24 mars CITEH

Föreläsning 4. Elekriska fält: Laddning och fält. 24 mars CMATD, 26 mars CITEH

Föreläsning 5. Elektriska fält: Gauss sats. 29 mars CMATD, 31 mars CITEH

Föreläsning 6. Elektriska fält: Potentiell energi, potential och spänning. 31 mar CMATD, 1 april CITEH

Föreläsning 7. Elektriska fält: Kondensatorn. 12 april CMATD, 13 april CITEH

Föreläsning 8. Elektriska fält: Ström och kretsar. 14 april

Föreläsning 9. Magnetiska fält: Kraft på laddningar och ledare. 15 april CMATD, 16 april CITEH

Föreläsning 10. Magnetiska fält: Fält från olika strömslingor/spolar. 19 april CMATD, 21 april CITEH

Föreläsning 11. Magnetiska fält: Spolar och induktion. 20 april CMATD, 22 april CITEH

Föreläsning 12. Magnetiska fält: Induktans. 21 april CMATD, 23 april CITEH

Labföreläsning  26 april CMATD, 23 april CITEH

Föreläsning 13. Elektromagnetiska fält, strålning samt brytningslagen. 27 april CMATD, 28 april CITEH

Föreläsning 14. Optik: Tunna linser och avbildning. 28 april CMATD, 29 april CITEH

Föreläsning 15. Optik: Avbildning och linsystem. 4 maj CMATD, 30 april CITEH

Föreläsning 16. Optik: Optiska system. 5 maj

Föreläsning 17. Optik: Interferens. 10 maj CMATD, 7 maj CITEH

Föreläsning 18. Optik: Diffraktion. 12 maj

Föreläsning 19. Optik: Polarisation. 17 maj CMATD, 19 maj CITEH

Räkneövningar

På räkneövningarna löses uppgifter på tavlan, troligtvis 3-4 uppgifter per tillfälle. Uppgifterna tas i första hand ur en samling av gamla tentauppgifter. Du får ut mer av övningarna om du löst, eller åtminstone klurat på uppgifterna före övningen. Säg till om det är någon speciell uppgift du vill se löst!

Räkneövningarna ges i år över zoom på kursens zoomlänk. För att underlätta diskussioner kommer de inte att spelas in. Övningsledare är Hanna van Ooijen för CITEH och Frans Nyberg Zou för CMATD.

Övning 1. Akustik.
Övning 2. Elektrostatik.
Övning 3. Kondensatorn.
Övning 4. Magnetism.
Övning 5. Induktion.
Övning 6. Geometrisk optik.
Övning 7. Optiska system.
Övning 8. Interferens.
Övning 9. Diffraktion och polarisation.
Övning 10. Gammal tenta.

Laborationer

På vårterminen 2021 kommer ni att göra 3 av 4 laborationer:

  • Ultraljudslabben (på campus, obligatorisk)
  • Linslabben (distans)
  • RC-labben (distans)
  • Induktionslabben (distans)

Alla ska genomföra laborationen ultraljud. Av linslabben, RC-labben och induktionslabben ska varje labbgrupp välja två.

Genomför laborationerna enligt instruktionerna nedan.

  1. Anmäl er till en labbgrupp och boka labbtider för er grupp, enligt instruktioner på Canvas-sidan. Varje grupp ska anmäla sig till tre tillfällen, ett för varje labb. Notera vilka som är digitala (lins, RC, induktion) och vilken som är på campus (ultraljud). Labbsessioner på campus är 4 timmar långa och digitala sessioner 2 timmar långa. Digitala sessioner börjar två timmar senare jämfört med vad står i TimeEdit schemat (dvs 15:00 istället för 13:00 och 10:00 istället för 08:00).

  2. Gör allmänna förberedelser för laborationerna genom att arbeta med föreläsningen om mätfel och hantering av mätvärden, samt häftet "Om mätningar i allmänhet".

  3. Förbered den specifika laborationen genom att läsa labbpeket och gå igenom relevanta delar av anteckningar, föreläsningar eller kursbok.

  4. För digital labb: genomför den digitala versionen av labben. Titta på de inspelade labbanvisningarna samt genomför beräkningarna med hjälp av de mätvärden som gruppen fått. Under denna period arrangerar ni egna Zoom-möten inom labbgruppen för att diskutera materialet. För noggranna anteckningar över vad ni gör. Vi skickar ut mätvärden till varje grupp ca en vecka före era inbokade Zoom-labbar.

    För campus-labb: titta på de inspelade labbanvisningarna. Det blir ingen gemensam introduktion inför labben så kom väl förberedda.

  5. Genomför laborationen på det bokade tillfället. Campus-labbar genomförs på Kurslabbet (Roslagstullsbacken 33). Hur campus-labbarna kommer att genomföras kan ni läsa på Canvas-sidan. Distans-labbar sker genom Zoom-möten med labbhandledaren. Det här är er chans att få svar på frågor och hjälp med beräkningar som krånglat. Kom noga förberedda (punkt 2–4 ovan) så att ni kan ställa rätt frågor. Hur Zoom-mötet genomförs kan ni läsa på Canvas-sidan. På både Zoom- och campus labbar krävs aktiv närvaro för godkänt.

  6. Boka en tid för labmunta.

  7. Förbered och genomför labmunta.

 

Förberedelser inför kursstart

Särskilda förberedelser

Den kursinfo som går ut under kursens gång läggs i Anslag i Canvas. För att få informationen i tid måste du därför välja ett av följande alternativ:

Alternativ 1: Gå in på Canvas varje vardag och kolla anslagen.

Alternativ 2: Ställ in Canvas så att du får aviseringar till din mail varje gång det kommer ett nytt anslag. Gå till "Konto" i den grå menyn till vänster. Välj "Aviseringar". En bit ned på sidan finns "Anslag". Se till att den är förbockad med en grön bock (längst till vänster bland alternativen). Då skickas avisering till dig för varje anslag.

Kurslitteratur

"University Physics with Modern Physics" av H.D. Young och R.A. Freedman, upplaga 15, t.ex. med ISBN 9781292314730. Upplaga 14 eller 13 går också bra, det är inte så stor skillnad.  Upplaga 12 börjar bli gammal, använd bara i nödfall. 

Examination och slutförande

Betygsskala

A, B, C, D, E, FX, F

Examination

  • INL1 - Inlämningsuppgifter, 1,0 hp, Betygsskala: P, F
  • LAB1 - Laborationer, 2,0 hp, Betygsskala: P, F
  • TENA - Tentamen, 4,5 hp, Betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s samordnare för funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.

Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Examinator beslutar i samråd med KTH:s samordnare för funktionsnedsättning (Funka), om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning. Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Avsnittet nedan kommer inte från kursplanen:

Inlämningsuppgifter ( INL1 )

Inlämningsuppgifterna består av två delar. Båda måste genomföras och godkännas för att du ska få godkänt på momentet. Den ena delen består av individuella uppgifter som görs efter varje föreläsning, och den andra av gruppuppgifter som görs en gång i veckan.

För att hitta alla inlämningsuppgifter, gå in under "Uppgifter" på Canvas-sidan.

Individuella inlämningsuppgifter

För varje förinspelad föreläsning (20 st) finns ett Canvas-quiz som ger maximalt 3 poäng per quiz. För godkänt måste du ha minst 60% av den totala poängen, dvs minst 36 av totalt 60 poäng.

Varje quiz har deadline 23.59 dagen efter att föreläsningen gick enligt schema. Man får tre försök på sig. Deadline kommer att hållas hårt, dvs är uppgiften försenad ger den 0 poäng.

Du får använda alla hjälpmedel, inklusive att kommunicera och diskutera med andra. Att ta en kort zoom-session med din studiegrupp i slutet av varje föreläsning rekommenderas! Se bara till att du själv arbetat med uppgifterna och förstår hur de ska lösas.

Inlämningsuppgifter i grupp

Studiegrupperna, som används dels för inlämningsuppgifter och dels för break-out room i Zoom, består av 1-6 personer. Gå in under "Personer" på Canvas-sidan och välj sedan fliken "Studiegrupper". Här kan du anmäla dig till en grupp. Kommunicera alltid med övriga i gruppen innan du anmäler dig. Hör gärna av sig till kursansvarig om du har svårt att hitta en grupp. Då grupperna ska användas även för break-out room under övningarna rekommenderar vi 3-6 personer per grupp, men man får vara färre om man vill.

Inlämningsuppgifterna är 16 st fördelade två och två på 7 tillfällen, utom det sista tillfället då det är 4 uppgifter. De har deadline varje måndag kl 23.59 utom vecka 14 och 20 då det är paus. Den första inlämingen är måndag 29 mars och den sista måndag 24 maj. Varje uppgift ger max 1 p. Gruppen behöver få ihop minst 60% eller 9,5 p för godkänt.

Det är vikigt att alla deltar. I slutet av varje inlämning beskriver ni kort vilka som bidragit och på vilket sätt. Även sådant som att sammankalla gruppen, hålla diskussionen igång eller få en kompis att tydligt förklara sin tankegång bidrar till gruppens arbete. Finns ingen information om vilka som deltagit förlorar ni delpoäng.

Uppgifterna läggs upp i Canvas i god tid före deadline. Lösningarna skrivs för hand eller med penna på platta (att skriva en läslig version med bra figurer är också ett bidrag till gruppens arbete), för att sedan sparas, scannas eller fotograferas och lämnas in under respektive uppgift. Filen som lämnas in ska vara en pdf.

Laborationer ( LAB1 )

Laborationerna examineras genom aktiv närvaro vid labtillfällena (se kursens läraktiviteter ovan) samt genom labmunta med kursansvarig. Vid muntatillfället slumpas en lab fram för redovisning. Om labgruppen gjort alla laborationer tillsammans, ska hela gruppen anmäla sig på samma muntatid. Den som gjort en eller flera labbar med någon annan grupp muntar ensam.

Om gruppen blivit färdig med laborationerna tidigt och vill munta tidigare än de tillgängliga tiderna, kontakta Anna (at@kth.se) så fixar vi en tid.

Om muntatiderna tar slut, kontakta kursansvarig med en gång. Det är svårt att exakt förutsäga antalet tider eftersom vi inte vet hur många som ska munta ensamma.

Labmuntorna sker över zoom.

Förbereda labmunta

Skapa ett pdf-dokument som ni kan skärmdela under labmuntan. All information måste ligga i samma dokument. Dokumentet ska innehålla

  • Tabelller med mätvärden
  • De figurer som behövs för att förklara vad ni gjort
  • De grafer eller diagram som behövs för att förklara era resultat. De måste vara graderade med stoheter och enheter angivna på axlarna
  • De beräkningar och resultat som behövs
  • Felanalys för alla numeriska svar ni anger.
  • Kort skriftlig beskrivning av vad ni gjort, vad ni fått för resultat och vad ni dragit för slutsatser av dessa.

Dokumentet ska vara strukturerat så att alla gruppmedlemmar hittar i det och kan förklara det. Det behöver inte vara lika utförligt som en labrapport, utan är ett stöd för er när ni redovisar. Om ni vill kan ni göra dokumentet i form av en presentation.

Genomföra labmunta

Laborationerna redovisas genom labmunta för kursansvarig (Anna) efter att alla labbar är färdiggjorda. Ni kommer att få frågor kring en slumpmässigt vald laboration av de tre som ni gjort. Laborationerna redovisas i grupp.  Alla i gruppen kommer att få frågor, och det är t.ex. möjligt att en person underkänns även om resten av gruppen får godkänt. Har du gjort olika laborationer i olika grupper kommer du ensam till redovisningen.

Vad krävs för godkänt på labmuntan? Den korta versionen är att ni ska kunna redovisa vad ni gjort, och varför. Ni ska också kunna redovisa resultat, inklusive felanalys (om det inte explicit sagts i labhandledningen att felanalys inte behövs). Se förberedelserna ovan, samt mer specifik info om varje lab nedan.

Om resultatet på labmuntan blir Godkänt är ni färdiga. Om resultatet blir Komplettering ska ni göra en kort skriftlig komplettering med deadline 1 vecka efter muntan. Oftast kan ni använda det dokument ni redan förberett och fylla i de saknade bitarna. Om resultatet bli Om-munta bokar vi ett nytt tillfälle efter tentan.

Blir man underkänd ävan på om-muntan är nästa chans om ett år, när kursen går igen.

Labmuntan är ett examinationstillfälle, så ta med legitimation.

Tentamen ( TENA )

Pga Covid-19 ändras tentans utformning våren 2021. Den sker i två steg: munta över zoom som ger antingen underkänt (F), godkänt (D eller i undantagsfall E) eller högre betyg (C). Har man fått C på muntan kan man skriva en hemtenta utan zoom-övervakning för att försöka få betyg A eller B. Mer detaljer kommer att finnas på Canvas-sidan för examination.

Endast de som anmält sig till examinationen får genomföra den. Glöm inte att anmäla dig till examinationen under anmälningsperioden! Datum hittar ni här. De som anmäler sig får tillgång till en speciell tentamenssida i Canvas där mer info och tentalydelse kommer att finnas.

Inför tentan ska ni lämna in en underskriven försäkran om att ni kommer att följa tentamensreglerna. Mer info kommer på tentammenssidan. Detta tjänar också som övning inför hemtentan eftersom försäkran lämnas in på samma sätt.

Munta

Munta sker med examinator över zoom. Det kommer att finnas tider om 30 min per person fördelade 15-17 mars. Anmälan sker via Canvas-sidan för tentamen. Ni får använda kursmaterialet under muntan, men långdraget bläddrande eller letande räknas negativt i bedömningen.

På muntan ges betygen F (underkänd), E (godkänd efter gränsfallsbedömning), D (godkänd) eller C (högre betyg). Den som får C kan sedan skriva hemtentan för att försöka få betyg A eller B.

Hemtenta

Måndag 7 juni ges hemtentan via examinationssidan i Canvas. Den kan skrivas av de som fått betyg C på muntan. Det sker ingen zoom-övervakning. Den består av tre uppgifter på 1 poäng vardera, där man ska ha minst 1.1 p för betyg B och minst 2.0 p för betyg A. Får man under 1.1 p behåller man sitt C, dvs man har inget att förlora på att skriva den.

Uppgifterna ska skrivas för hand och scannas/fotograferas och lämnas in på Canvas-sidan som pdf-filer.

Man får använda alla hjälpmedel utom kontakt med andra personer.

Hemtentan blir väldigt lik B-delen på en normal tenta pre-corona. Så man kan förbereda sig genom att räkna gamla tentor.

Övriga krav för slutbetyg

För godkänt på kursen krävs godkänt på samtliga tre examinationsmoment (INL1, LAB1, TENA).

Betyget på tentamen (TENA) ger betyget på hela kursen.

Målrelaterade betygskriterier/bedömningskriterier

Kursmål 1 (kopplat till tentamen och inlämningsuppgifter):

(Fx) nästan uppfyllt kraven för (E)

(E) till större del lösa grundläggande problem inom några av kursens områden samt bedöma lösningarnas rimlighet

(D) lösa grundläggande problem inom några av kursens områden samt bedöma lösningarnas rimlighet

(C) lösa grundläggande och avancerade problem inom några av kursens områden samt bedöma lösningarnas rimlighet

(B) uppfyllt kraven för (C) och delvis för (A)

(A) lösa grundläggande och avancerade problem inom många av kursens områden samt bedöma lösningarnas rimlighet

Kursmål 2 (kopplat till laborationer):

(P) genomföra alla laborationer och genomföra godkänd labmunta

Etiskt förhållningssätt

  • Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
  • Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
  • Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.

Avsnittet nedan kommer inte från kursplanen:

För inlämningsuppgifter i grupp ska det vid varje inlämning finnas kort information om vilka som deltagit i arbetet och hur de bidragit.

Ytterligare Information

Ändringar inför denna kursomgång

Pga rådande corona-restriktioner görs omfattande ändringar inför årets kursomgång då all undervisning och examination sker på distans, förutom ett labtillfälle som går på campus.

Viktigaste ändringar:

  • Föreläsningar sker dels med förinspelat material, dels med zoom-sessioner varje vecka.
  • Övningar sker via zoom.
  • Inlämningsuppgifter finns i två delar, dels quiz efter varje föreläsning och dels inlämningsuppgifter i grupp.
  • Studiegrupper införs för att främja sociala kontakter. De används för inlämningsuppgifterna i grupp samt för break-out rooms på zoomsessionerna.
  • En laboration sker på campus och övriga två på distans genom en blandning av förinspelat material och zoom-sessioner. Labmunta sker över zoom.
  • Ezamination sker genom en munta (resultat underkänt, godkänt, eller högre betyg) samt en hemtenta för den som fått högre betyg på muntan.

Fakta om kursomgång

Startdatum

2021-03-22

Kursomgång

  • VT 2021-60059

Undervisningsspråk

Svenska

Kursen ges av

SCI/Tillämpad fysik

Kontakter

Kommunikation i kursen

All kurinformation ligger på kursens Canvas-sidan. Ändringar, förtydliganden och påminnelser går ut via Anslag i Canvas.

Kursansvarig

Lärare

Lärarassistenter

Examinator