Vanwege de coronamaatregelen kan de onderwijsvorm of tentaminering afwijken. Zie voor actuele informatie de betreffende cursuspagina’s op Brightspace.

Studiegids

nl en

Introductie Moderne Natuurkunde

Vak
2020-2021

Toegangseisen

n.v.t.

Beschrijving

De opmerkelijke revolutie in de natuurkunde in de twintigste eeuw heeft ons wereldbeeld op alle niveaus beinvloed. In dit eerste college in de moderne natuurkunde, zullen we de tegenintuitieve principes introduceren—- de quantummechanica en relativiteit —- die de fundamenten vormen van de wetten van de natuurkunde. Beginnend met Einstein’s inzicht dat de lichtsnelheid hetzelfde is voor alle waarnemers, zelfs wanneer zij ten opzichte van elkaar bewegen, leiden we de speciale relativiteitstheorie af —- met E=mc2 als de meest bekende uitkomst. Vervolgens laten we zien hoe het foto-elektrisch effect aanduidt dat er een kleinste quantum van licht moet zijn. Hieruit blijkt dat golven ook deeltjes zijn, maar de principes van de quantummechanica eisen dat het omgekeerde ook zo is. Deeltjes zijn ook golven, en dit verklaart de stabiliteit van atomen. We leggen de belangrijke rol van quanta uit in de verklaring van blackbody-straling, en de structuur van atoomkernen. We eindigen met hoe deze nieuwe inzichten hebben aangetoond dat krachten en deeltjes in essentie hetzelfde zijn, en hoe gedurfde experimenten, zoals de Large Hadron Collider bij CERN deze principes met verbazingwekkende precisie test. De vooruitzichten op de moderne fysica die in deze cursus aan bod komen zijn de eerste stap naar de huidige onderzoeksvragen

Leerdoelen

Na afloop van de cursus heeft de student een goed overzicht van belangrijke ontwikkelingen in de natuurkunde van het begin van de twintigste eeuw tot nu. De student kan de basisbeginselen uitleggen van en eenvoudige sommen maken over de volgende onderwerpen:

  • Speciale Relativiteitstheorie (Postulaten van Einstein. Tijdsdilatie. Lengtecontractie. Lorentz transformaties. Doppler verschuiving. Relativistische energie & impuls)

  • Basis van Quantummechanica. (Fotoelectrisch effect. De Broglie golven. Golffunctie. Onzekerheidsprincipe.)

  • Atoomstructuur (Electronenbanen en het Bohr atoom)

  • Van single naar many-body physics (Statistische verdelingen/Maxwell-Boltzmann. Het ideale gas. Blackbody radiation en Planck)

  • Atoomkernstructuur (NMR basis. Liquid drop model. Banen-model. Radioactief verval. Kernreacties)

  • Elementaire deeltjes (Krachten en deeltjes. Het standaard model van deeltjes. Relativistische botsingen)

Rooster

Rooster
Voor gedetailleerde informatie ga naar Timetable in Brightspace

Onderwijsvorm

Zie Brightspace

Toetsing en weging

Eerste deeltentamen : 30% van eindcijfer
Tweede (eind)tentamen: 70% van het eindcijfer
10 sets huiswerkopgaven: 10% bonus bovenop eindcijfer

Alleen het eindtentamen kan herkanst worden.

Brightspace

Instructies en lesmateriaal zijn te vinden in de Brightspace-module. Registratie voor Brightspace verloopt automatisch wanneer een student zich inschrijft in uSis via uSis d.m.v inschrijving voor een studieonderdeel (tentamen) met studieactiviteit

Literatuur

H.D. Young, R.A. Freedman, University Physics; Pearson; 14th ed. (2016)

Contact

Contactgegevens docent: Prof.dr. K.Schalm (Koenraad)