Fysiikka 6

SÄHKÖMAGNETISMI

Kurssilla tutustutaan sähkömagneettiseen vuorovaikutukseen, joka on yksi luonnon neljästä perusvuorovaikutuksesta: sähkömagneettiseen vuorovaikutukseen. Sähköisiä ilmiöitä olemme käsitelleet jo aiemmin, nyt täydennämme tätä osaamista tutustumalla magneettisiin ilmiöihin ja aivan erityisesti sähköisten ja magneettisten ilmiöiden väliseen yhteyteen. Tulokset voisi tiivistää seuraavasti: sähkövirralla on magneettisia ominaisuuksia ja magneetin avulla saadaan aikaan sähkövirta. Näistä jälkimmäinen ilmiö, eli sähkömagneettinen induktio on koko lukiofysiikan tärkeimpiä aiheita jo siksikin, että nykymuotoinen sähköenergiantuotanto perustuu siihen.

Käsiteltävää asiaa on ehkä hieman vähemmän kuin joillakin muilla kursseilla, mutta osa tilanteista on sellaisia, että niiden hahmottaminen vie aikaa. Kurssiin kuuluu myös jonkin verran ilmiöiden käytännön sovelluksia, joten tällä kurssilla opit muutakin kuin laskuja ja kuvaajien piirtämistä.

Aloitamme tutuimmasta sähkömagnetismin ilmiöstä, valosta. Valo on sähkömagneettista aaltoliikettä, joten sen lisäksi, että valo on meille tuttua arkielämästä, edelliseltä kurssilta tutut aaltoliikkeen ilmiöt kuten interferenssi ja diffraktio ovat olemassa myös valolle. Kaiken kaikkiaan sähkömagnetimin kurssi on mukava kokonaisuus, joka ei rönsyile liikaa. Samalla se tuo yhteen ilmiöitä, joita olemme tutkineet aiemmilla kursseilla: saatamme tarvita yksittäisessä tilanteessa magneettisten ilmiöiden lisäksi esimerkiksi tehoa, jännitettä ja pyörimisliikettä. Kurssi tavallaan kokoaa yhteen sen klassisen fysiikan kuvauksen, joka rakennetaan kursseilla FY1-FY6 (ja joka muodosti parhaan ymmärryksen fysikaalisesta todellisuudesta aina 1800-luvun jälkipuoliskolle asti). Tämän maailmankuvan puutteita lähdemme paikkaamaan seuraavalla kurssilla, jolla astumme modernin fysiikan maailmaan.

Tapio Salminen, FT

Tavoitteet

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

  • osaa käyttää ja soveltaa sähkömagnetismiin ja valoon liittyviä käsitteitä jokapäiväisen elämän, ympäristön, yhteiskunnan ja teknologian ilmiöissä
  • osaa käyttää tieto- ja viestintäteknologiaa tuotosten muodostamisessa
  • harjaantuu ilmaisemaan itseään fysiikalle ominaisilla tavoilla ja analysoimaan eri tietolähteiden argumentointia.