Toegangseisen
Wiskunde en Natuurkunde op het niveau van respectievelijk VWO Wiskunde B en VWO Natuurkunde
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, introduceren we de twee tegenintuitieve principes, de relativiteitstheorie en de quantummechanica, 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=mc^2 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 (fotoelektrisch effect, De Broglie golven, golffunctie, onzekerheidsprincipe)
Atoomstructuur (elektronenbanen en het Bohr atoom)
Van single naar many-body physics (statistische verdelingen/Maxwell-Boltzmann, het ideale gas, blackbody radiation en Planck)
Atoomkernstructuur (bindingsenergie, liquid-drop model, radioactief verval, kernreacties)
Elementaire deeltjes (krachten en deeltjes, het standaard model van deeltjes, relativistische botsingen)
Rooster
Rooster
In MyTimetable (login) kun je alle vak- en opleidingsroosters vinden, waarmee jij je persoonlijke rooster kunt samenstellen. Onderwijsactiviteiten waarvoor je je via MyStudymap hebt ingeschreven, worden automatisch in je rooster getoond. Daarnaast kun je My Timetable gemakkelijk koppelen aan een agenda-app op je telefoon en worden roosterwijzigingen automatisch in je agenda doorgevoerd; bovendien ontvang je desgewenst per e-mail een notificatie van de wijziging. Je kunt notificaties aanzetten bij Instellingen, na login.
Vragen? Bekijk de video, lees de instructie of neem contact op met de ISSC helpdesk. Let op: Joint Degree studenten Leiden/Delft dienen de informatie uit de Leidse en Delftse MyTimetable's samen te voegen om een volledig rooster te zien. Deze video leg uit hoe dat werkt.
Onderwijsvorm
Zie Brightspace
Toetsing en weging
Schriftelijk tentamen met open vragen
(optioneel) huiswerkopgaven
Het tentamen bestaat uit twee delen. Het cijfer van de eerste tussentijdse toets telt voor 30% mee in het eindcijfer, de overige 70% komen voor rekening van het tentamen aan het eind van de cursus. De stof van het tentamen gaat grotendeels over het tweede gedeelte van de lesstof.
Door het inleveren van huiswerk kan een bonus van maximaal 1,0 punt worden verdiend die bij het tentamencijfer wordt opgeteld. Deze bonus wordt alleen gegeven als het tentamencijfer minstens 5,5 is. Inleveren van huiswerk is niet verplicht.
Na het tentamen is er (in hetzelfde cursusjaar) nog één keer de mogelijkheid om een hertentamen over de gehele stof af te leggen. Hierbij komt het toetscijfer en de huiswerkbonus te vervallen en is het eindcijfer gelijk aan het tentamencijfer. Voor de deeltoetsen en het huiswerk is er geen mogelijkheid tot afzonderlijk herkansen.
Literatuurlijst
H.D. Young, R.A. Freedman, University Physics; Pearson; 14th ed. (2016)
Inschrijven
Met ingang van het collegejaar 2022-2023 ben je als student zelf verantwoordelijk om je tijdig, dat wil zeggen 14 of 28 dagen voor aanvang van het vak, in te schrijven. Dat kan via Mystudymap. Dit doe je twee keer per jaar: één keer voor de vakken die je wilt volgen in semester 1 en één keer voor de vakken die je wilt volgen in semester 2.
Inschrijven voor vakken in het eerste semester is mogelijk vanaf juli; inschrijven voor vakken in het tweede semester is mogelijk vanaf december. Eerstejaars bachelorstudenten worden voor semester 1 door de facultaire studentenadministratie ingeschreven; zij hoeven dit niet zelf te doen. Zie voor meer informatie deze pagina (tab Wiskunde en Natuurwetenschappen)
Contact
Contactgegevens docent: Prof.dr. M.P. van Exter (Martin)
Opmerkingen
geen