Studieprogramma

Het tweede jaar van Technische Natuurkunde

In het tweede jaar van je studie draait alles om het verbreden en verdiepen van je kennis. Je maakt kennis met de drie grote onderzoeksgebieden vloeistoffysica, materiaalfysica en optica & biofysica. De onderwerpen van de modules zijn signalen, vastestoffysica, vloeistoffysica en optica. Net als in het eerste jaar speelt ook in het tweede jaar wiskunde een belangrijke rol en zul je ook veel bezig zijn met natuurkundige experimenten. De projecten waarmee je, samen met medestudenten, in de modules aan de slag gaat, hangen sterk samen met de theorie van de module.


Module 5: Signalen, Systemen & Modellen

In deze module maak je kennis met de principes van het modelleren en analyseren van dynamische systemen. Je kunt een tamelijk realistische omschrijving van een systeem of subsysteem vertalen naar een model dat een wiskundige omschrijving mogelijk maakt in de vorm van een aantal differentiaalvergelijkingen. De modellen zijn gebaseerd op basisprincipes zoals behoudswetten en continuïteitsrelaties, en je leert over deze principes door middel van een aantal voorbeelden uit praktijk. Je leert ook hoe je signaalrespons kan gebruiken om de systeem dynamica te onderzoeken, hoe je (lineaire) differentiaalvergelijkingen kan oplossen met de omschrijving van signalen in tijd en frequentie en hoe je stochastische signalen kan omschrijven en analyseren. Tijdens het project ontwerp, bouw en test je een meetinstrument, en pas je alle kennis over modellering en signaalverwerking toe die je gedurende de module hebt opgedaan in een afsluitend project.

Module 6: Golven, interferentie en waarschijnlijkheid

Licht is een elektromagnetische golf en wordt als een stroom van discrete fotonen met een bepaalde energie en impuls geëmitteerd en geabsorbeerd. Stemmen deze twee beelden met elkaar overeen? Wanneer gebruiken we de ene beschrijving, wanneer de ander? Tijdens deze module ga je aan de slag met deze problemen en de antwoorden hierop. Het accent zal liggen op het golfkarakter van licht en de interferentie verschijnselen die hiermee samenhangen. Je maakt niet alleen kennis met coherentie en polarisatie als intrinsieke eigenschappen maar ook met de toepassing van interferentie in diverse interferometers. Tijdens een optisch practicum ga je een aantal van deze concepten toepassen.

Daarnaast komen in deze module ook de basisprincipes van de kwantummechanica aan bod, in het bijzonder de interpretatie van de kwantummechanische golffunctie. Je gaat aan hand van de golffunctie en de hieruit voortvloeiende eigenschappen een aantal eenvoudige fysische systemen bepalen, zoals bijvoorbeeld het waterstofatoom. Verder zal de storingstheorie als formalisme geïntroduceerd worden om de Schrödingervergelijking in benadering op te lossen en om elementaire inzichten te verkrijgen.

Natuurlijk komt ook de wiskunde niet te kort in deze module. De focus ligt hierbij op de lineaire algebra, in het bijzonder Hilbert ruimtes, omdat dit nauw aansluit bij de wiskunde die gebruikt wordt in de optica en in de kwantummechanica.

MODULE 7: Fysica van gecondenseerde materie

In de klassieke vastestoffysica worden de eigenschappen van bulk materialen beschreven op basis van periodieke rangschikking van de elementaire bouwstenen zoals bijvoorbeeld de individuele atomen in het kristal. De laatste jaren is gebleken dat veel moderne onderzoeksgebieden, waaronder bijvoorbeeld nanotechnologie, zonne-energie en spintronica, hun oorsprong vinden in de vastestoffysica. Een aantal disciplines komt samen in dit multidisciplinaire vakgebied, waaronder de quantummechanica, statistische fysica, klassieke mechanica en elektrodynamica. Aan het eind van de module werk je aan een project waarin verschillende aspecten van de scanning tunneling microscoop aan bod komen.

MODULE 8: Continuüm dynamica

Tijdens deze module ga je de statica en vooral dynamica van stromende materie zoals gassen en vloeistoffen beschrijven aan de hand van dichtheidsvelden, stromingsvelden, en temperatuurvelden. Vloeistoffysica is namelijk een klassieke veldentheorie en heeft nauwe banden met die delen van de natuurkunde die de grondslag vormen van veldentheorieën, zoals de klassieke mechanica, en andere klassieke veldentheorieën, zoals elektrodynamica. Tijdens de wiskunde ga je aan de slag met partiële differentiaalvergelijkingen en het oplossen van dit soort vergelijkingen.

Het derde jaar van Technische Natuurkunde

Het derde jaar staat in het teken van eigen keuzes en van de bacheloropdracht. Wil je meer weten? Lees dan hier meer over het derde studiejaar.

Chat offline (info)