De bachelor Technische Natuurkunde is een uitdagende academische opleiding voor studenten die nieuwsgierig zijn naar de fundamentele wetmatigheden achter fysische verschijnselen en de toepassingsmogelijkheden daarvan in de wereld om ons heen. Door fundamentele natuurkunde te combineren met technische vakken, ontwikkel je je vermogen om abstract en conceptueel te denken, terwijl je je bevindingen ook weet om te zetten in werkende techniek.
Modules Technische Natuurkunde
Je bacheloropleiding duurt drie jaar. Ieder jaar volg je vier modules van tien weken: je rondt gedurende de opleiding dus twaalf modules af.
Overzicht modules
Module 1 | Dynamica en Relativiteit15
In de eerste module draait alles om dynamica en relativiteit. Bij dynamica leer je over het verband tussen krachten en bewegingen van objecten. Bij het meer abstracte onderdeel relativiteit ontdek je dat alledaagse begrippen als ‘afstand’ en ‘tijd’ afhankelijk zijn van hoe snel de waarnemer beweegt. Natuurlijk ga je de natuurkunde ook al toepassen in het lab. Je leert hoe je zelfstandig een natuurwetenschappelijk experiment opzet en hoe je onderzoeksresultaten overzichtelijk rapporteert. Het teamproject draait om de Sportfysica: met jouw team ga je een sportbeweging analyseren.
Studenten vóór jou analyseerden in het teamproject binnen Module 1 de bekende 'bottle flip' en hebben er zelfs een wetenschappelijk artikel over. Bekijk de video over dit project.
Module 2 | Thermodynamica15
Tijdens de tweede module leer je alles over thermodynamica en thermodynamische cycli. Je houdt je onder meer bezig met motoren, koelinstallaties en warmtepompen. Daarnaast ga je in het lab bezig met verschillende manieren van warmtetransport. En je verdiept je in de wiskunde die je nodig hebt om thermodynamische problemen op te lossen. Jij en je projectgroep ontwerpen, bouwen en testen een thermodynamisch systeem, zoals een koeler (koelinstallatie) of een energieopslagsysteem. Aan dit project, dat eindigt met een wedstrijd, doen ook teams van de bachelor Advanced Technology mee.
Module 3 | Elektromagnetisme en Meten15
De derde module gaat over elektriciteit en magnetisme, maar ook over het fenomeen dat beide met elkaar verbindt. Natuurlijk komt er de nodige wiskunde aan bod. Tijdens het project ga je aan de slag met een historisch experiment dat leidde tot het formuleren van een kernbegrip uit Elektriciteit & Magnetisme. Samen met studenten Applied Mathematics ga je dit experiment op een moderne, creatieve en aantrekkelijke manier opnieuw uitvoeren en demonstreren. Daarnaast leer je hoe de theorie is ontstaan en op welke verschillende manieren wiskundigen en natuurkundigen daar tegenaan kijken. En je gaat aan de slag in het lab met het bouwen van een optische LED-fotodiode zenderontvanger-schakeling, waarmee je een muzieksignaal kunt overbrengen.
Module 4 | Quantum en Geometrische Optica15
Om eigenschappen van materialen te bepalen, moet je als student Technische Natuurkunde meer weten over atomen en de atomaire structuren van materialen. Daar draait het om in de vierde module. Zo leer je bijvoorbeeld de eigenschappen van materialen te relateren aan de opbouw op atomaire schaal en ontdek je hoe transparantie verband houdt met de rangschikking van atomen. Verder krijg je een introductie in de quantummechanica. Tijdens het teamproject verdiep je je in een energietoepassing van materiaal via een apparaat dat smarties kan sorteren op kleur.
Module 5 | Signalen, Modellen en Systemen15
In deze module maak je kennis met de principes van het modelleren en analyseren van dynamische systemen. Je vertaalt bijvoorbeeld een realistische omschrijving van een systeem naar een model dat een wiskundige omschrijving mogelijk maakt in de vorm van een aantal differentiaalvergelijkingen. Tijdens het project ontwerp, bouw en test je een meetinstrument, en pas je al je nieuwe kennis over modellering en signaalverwerking toe in een afsluitend project. Er zijn ook twee keuzevakken: Klassieke Mechanica en Engineering Solid Mechanics. Het eerste vak is meer fundamenteel van aard, het tweede meer toegepast.
Module 6 | Golven, Interferentie en Waarschijnlijkheid15
Licht is een elektromagnetische golf en wordt als een stroom van discrete fotonen met een bepaalde energie en impuls geëmitteerd en geabsorbeerd. Komen deze twee beelden met elkaar overeen? Wanneer gebruiken we in de technische natuurkunde de ene beschrijving, wanneer de andere? Tijdens de zesde module ga je aan de slag met deze vragen. Daarnaast worden de basisprincipes van de kwantum- mechanica behandeld, in het bijzonder de interpretatie van de golffunctie.
Module 7 | Fysica van Gecondenseerde Wetenschappen15
In deze module staan vastestoffysica, statistische fysica en partiële differentiaalvergelijkingen centraal. In de vastestoffysica worden de eigenschappen van bulkmaterialen beschreven op basis van periodieke rangschikking van de elementaire bouwstenen, zoals de individuele atomen in het kristal. Veel moderne onderzoeksgebieden, waaronder nanotechnologie, zonne-energie en spintronica, vinden hun oorsprong in de vastestoffysica. Een aantal disciplines komt samen in dit multidisciplinaire vakgebied, waaronder de quantummechanica, statistische fysica, klassieke mechanica en elektrodynamica.
Module 8 | Continuüm Dynamica15
Tijdens de achtste module beschrijf je de statica en de dynamica van stromende materie, zoals gassen en vloeistoffen. Je doet dit aan de hand van dichtheidsvelden, stromingsvelden en temperatuurvelden. Vloeistoffysica is een klassieke veldentheorie en heeft nauwe banden met die delen van de natuurkunde die de grondslag vormen van veldentheorieën. Denk aan de klassieke mechanica en andere klassieke veldentheorieën, zoals elektrodynamica. Bij wiskunde borduur je voort op de partiële differentiaalvergelijkingen: na de analytische aanpak in Module 7, komen nu de numerieke methodes aan bod.
Modules 9&10 | Vrije Keuze/ Minor30
tijdens de modules 9&10 heb je verschillende opties zoals het volgen van verdiepende vakken in de Technische Natuurkunde, of vakken uit andere opleidingen, zoals Biomedical Engineering (Biomedische Technologie) of Technical Computer Science (Technische Informatica). Of een half jaar aan een andere universiteit in Nederland of elders in de wereld studeren. Of gebruik je ervaring als lid van één van onze multidisciplinaire studententeams, zoals het Solar Team en het Green Team. Daarnaast kan je een pre-master volgen ter voorbereiding op een andere masteropleiding dan Applied Physics, Biomedical Engineering of Nanotechnology, bijvoorbeeld een andere technische master of een van onze opleidingen in de sociale wetenschappen. Heb je ambities om (natuurkunde)leraar te worden? Volg dan de minor Leren Lesgeven en haal een tweedegraads lerarenbevoegdheid. Daarmee kun je aan de slag als docent op een middelbare school.
Module 11 | Voorbereiding Bacheloropdracht, statistiek en keuzevakken15
De voorlaatste module van het derde jaar staat met de voorbereiding bacheloropdracht, statistiek en de vakken in het teken van het voorbereiden op je afstuderen. Ook hier heb je ruimte voor keuzevakken, zoals Fysische Materiaalkunde, Technische Optica, Soft Matter Physics, Computational Physics of Machine Learning.
Module 12 | Bacheloropdracht15
Je sluit het derde jaar af met een afstudeerscriptie die je moet verdedigen voor een onderzoekscommissie. Voor deze opdracht moet je werken aan een onafhankelijk onderzoeksproject binnen een van onze onderzoeksgroepen, een andere universiteit of onderzoeksinstituut, vaak onder leiding van een promovendus. Als je slaagt, mag je jezelf Bachelor of Science noemen. Je kunt bij je onderwerpkeuze al rekening houden met een eventuele masterspecialisatie of -opleiding.
Expert in research
Waar andere specialisten – informatici, werktuigbouwkundigen, of elektrotechnici – zich richten op de ontwerpcyclus, dus het ontwerpen, testen, bouwen en afleveren van een marktklare technische oplossing, word jij expert in de researchcyclus: je analyseert de vraag of het probleem en gebruikt je inzichten, gecombineerd met je kennis van wis- en natuurkunde en bijvoorbeeld programmeren, om een werkend prototype te bouwen. De doorontwikkeling naar een uiteindelijk product wordt door anderen opgepakt, terwijl jij je intussen op een nieuwe uitdaging stort. In de bachelor Technische Natuurkunde kun je alle kennis en vaardigheden opdoen die je nodig hebt voor deze cyclus – en voor een uitdagende carrière als natuurkundig ingenieur.
Voor het eerst naar de universiteit
Als je eerstejaars student bent, komen er veel nieuwe dingen op je af. We leggen alvast het een en ander uit.
Je bacheloropleiding Technische Natuurkunde duurt drie jaar en is ingericht volgens het Twents Onderwijsmodel (TOM). Ieder jaar volg je vier modules van tien weken: je rondt tijdens de opleiding dus twaalf modules af. In elke module staat een thema centraal, waarmee het onderwijs zoveel mogelijk samenhangt. Binnen dat thema komen alle onderdelen van je studie samen: theorievakken en practica, onderzoeken van verbanden en het ontwerpen van oplossingen, zelfstudie én teamwerk. In het eerste jaar van Technische Natuurkunde omvat iedere module een fundamenteel natuurkunde-onderdeel en een wiskunde vak, aangevuld met practica, projecten en programmeeronderwijs. Ben je benieuwd naar een dag is het leven van een Technische Natuurkunde stundent, bekijk dan de video van Stan over module 2
Studiepunten, hoe werkt het? Op de universiteit krijg je te maken met studiepunten, ook wel EC(s) genoemd. De afkorting EC is afgeleid van het European Credit Transfer System (ECTS), waarmee je opleidingen internationaal kunt vergelijken. Eén studiepunt staat voor 28 uur werk; elk jaar moet je 60 punten behalen. Voor elk vak waarvoor je een voldoende haalt, krijg je studiepunten. Het aantal ECs voor een vak, onderdeel of project is een indicatie hoeveel uur het kost om opdrachten te doen, een projectverslag te maken of een tentamen te halen.
45 studiepunten of meer gehaald? Dan mag je naar het tweede jaar Om van het eerste jaar naar het tweede te mogen, moet je minimaal 45 van de 60 punten in het eerste jaar hebben behaald. Daarnaast moet je bij Technische Natuurkunde drie van de vier natuurkundeonderdelen met een voldoende afgerond hebben; hetzelfde geldt voor de wiskundevakken. Je krijgt van ons na je eerste jaar een Bindend Studieadvies (BSA). Als je aan de hierboven genoemde criteria voldoet, kun je erop vertrouwen dat je op de juiste plek zit en kun je je opleiding vervolgen. Als het niet loopt zoals je had gehoopt, dan zijn we er natuurlijk voor je om je goed te begeleiden.
