Verplicht in fase
Optioneel in fase
Eerste semester
Tweede semester
Beide semesters
Dit jaar
Volgend jaar
Wisselende jaren
Extern
Voorwaarden
Docenten
Onderwijstaal
Duur
NiveauNatuurkunde met elementen van wiskunde II (B-KUL-K04B1B)
Uitgesloten voor examencontractDoelstellingen
De algemene doelstelling van dit opleidingsonderdeel is dat studenten basiskennis en inzicht verwerven in natuurkunde, nodig voor het begrijpen van principes en fenomenen (van biologische, biochemische of technologische aard) die bestudeerd worden in andere opleidingsonderdelen.
Daarnaast worden aan de hand van probleemstellingen uit de natuurkunde een aantal wiskundige oplossingsmethoden aangebracht. Deze methoden worden vrij abstract besproken, zodat hun toepasbaarheid in verschillende domeinen duidelijk wordt. De op die manier geïntegreerd aangebrachte elementen uit de wiskunde zijn ondersteunend en pragmatisch bedoeld. Er wordt geen fundamentele opbouw nagestreefd.
Na het volgen van het opleidingsonderdeel moet de student
- basiskennis hebben over en inzicht hebben in:
. elektrostatica
. elektrische stromen
. magneetvelden
. tijdsafhankelijke velden
. elektromagnetische golven
- deze basiskennis kunnen toepassen in een farmaceutische context
- op basis van deze kennis en inzicht papieroefeningen kunnen oplossen
- experimentele waarnemingen kunnen interpreteren en experimentele resultaten kunnen verwerken
Begintermen
- De student is vertrouwd met een aantal basisbegrippen uit de natuurkunde(zie deel I) en kan eenvoudige wiskundige oplossingsmethoden toepassen.
- De student is bereid om tijdens de hoorcolleges actief mee te denken en te werken.
- De student is bereid om tijdens oefenzittingen en praktijksessies actief mee te werken en om de aangeboden oefeningen zelfstandig te maken.
Inhoud
De hieronder vermelde thema's worden zowel fundamenteel als in functie van hun toepassing in een farmaceutische context bestudeerd; waar mogelijk en wenselijk worden oplossingsmethoden uit de wiskunde aangebracht.
Thema's die bestudeerd worden zijn:
- Elektrostatica
- Elektrische stromen
- Magneetvelden
- Tijdsafhankelijke velden
- Elektromagnetische golven
(Zie verder onder onderwijsleeeractiviteiten voor een meer concrete beschrijving van de inhoud.)
Aard van het studiemateriaal
Handboek
Presentatiesoftware
Handleiding
Multimedia
Toledo
Onderwijsleeractiviteiten
3.2 sp. Natuurkunde met elementen van wiskunde II - theoretische omkadering (B-KUL-K04B2a)
Inhoud
Elektrostatica
- De wet van Coulomb
(elektrische lading; de wet van Coulomb; geleiders en isolatoren)
- Elektrische velden
(elektrische veldsterkte; elektrische veldlijnen; voorbeelden)
- De wet van Gauss
(elektrische flux en de wet van Gauss; berekening van de elektrische veldsterkte met de
wet van Gauss; geleiders in elektrostatisch evenwicht)
- Elektrische potentiaal
(elektrische potentiaal; voorbeelden (uniform elektrisch veld, potentiaal rond een
puntlading, interactie−energie van puntladingen, potentiaal bij een continue
ladingsverdeling); equipotentiaaloppervlakken; elektrische potentiaal in en rond geleiders)
- Condensatoren en diëlektrica
(elektrische capaciteit en condensatoren; elektrische verschijnselen in diëlektrica
(condensator met diëlektricum, elektrische dipool, elektrische polarisatie, diëlektrische
constante))
Elektrische stromen
- Elektrische stroom en elektrische weerstand
(stroom, stroomdichtheid, driftsnelheid; elektrische weerstand en de wet van Ohm;
elektrisch vermogen)
- Gelijkstroomschakelingen
(weerstanden in serie en in parallel; de wetten van Kirchoff; meten van elektrische
spanningen en stromen; de RC−keten)
Magneetvelden
- Het magnetische veld
(magnetische krachten op een bewegende lading; krachtmoment op een stroomlus; het
begrip magnetisch moment)
- Magneetvelden en elektrische stroom
(de wet van Biot−Savart en toepassingen; magnetische krachten tussen evenwijdige
geleiders; de wet van Ampère; het magneetveld van een solenoïde (beschrijvend);
magnetische flux)
- Magnetische eigenschappen van materie
(het magnetische moment van een atoom; verband met impulsmoment; magnetisatie in
materie; ferromagnetisme, paramagnetisme, diamagnetisme)
Tijdsafhankelijke velden
- Geïnduceerde emk
(emk door beweging; de wet van Faraday en de wet van Lenz; inductieverschijnselen en
elektrische velden)
- Inductantie
(wederzijdse inductantie; zelfinductie; gelijkspanningsketen met weerstand en zelfinductie;
energiebeschouwingen)
- Wisselspanningen en wisselstromen
(sinusoïdale wisselspanningen; resistieve wisselspanningsketen; effectiefspanning)
Elektromagnetische golven
- Vlakke EM−golven
(het EM−veld van een vlakke golf; energietransport door EM−golven; het
elektromagnetische spectrum; EM−golven in materie)
- Interferentie van EM−golven
(superpositiebeginsel en interferentievoorwaarden; golffronten; het beginsel van Huygens;
interferentieproef van Young)
- Diffractie
(het verschijnsel diffractie; diffractiepatroon van een rechthoekige spleet; diffractie en
optische resolutie; het Rayleighcriterium; diffractieroosters)
- Polarisatie van EM−golven
(lineaire en circulaire polarisatie; methodes van polarisatie)
- Bronnen van EM−straling
(zwarte lichamen; de laser: lichtversterking, laserresonator)
Doelstellingen
- Studenten verwerven basiskennis en inzicht in natuurkunde, nodig voor het begrijpen van principes en fenomenen (van biologische, biochemische of technologische aard) die bestudeerd worden in andere opleidingsonderdelen
- Studenten hebben inzicht in de wijze waarop natuurkundige bevindingen of wetten tot stand zijn gekomen.
- Studenten zijn in staat om wiskundige modellen op te stellen en toe te passen
- Studenten zijn in staat om verbanden te leggen tussen eenvoudige wiskundige concepten en toepassingen in natuurkunde en farmaceutische wetenschappen (vb. farmacokinetiek).
- Studenten zijn in staat om een Nederlandstalig of Engelstalig handboek in verband met de leerstof te gebruiken.
- Studenten zijn in staat om zelfstandig verbanden te leggen tussen verschillende onderdelen van de leerstof , zonder dat deze verbanden expliciet in het hoorcollege of het handboek vermeld worden.
- Studenten kunnen een wetenschappelijke bewering ondersteunen met argumenten, een logische redenering opbouwen en deze helder verwoorden/noteren.
Beschrijving leeractiviteit
- Voorbereiden van het hoorcollege aan de hand van handboek
- Hoorcollege volgen, naar eigen inzicht mét of zonder het nemen van notities.
- Verwerken van het lesmateriaal door individuele reflectie en vergelijking met handboek(en) en bijkomende literatuur.
- Verwerken van het lesmateriaal door interactie met medestudenten, begeleiders, monitoraat, docent
Studiemateriaal
Handboek
ppt
Toledo
1.3 sp. Natuurkunde met elementen van wiskunde II - oefeningen (B-KUL-K04B3a)
Inhoud
Aansluitend bij het hoorcollege
Doelstellingen
Studenten kunnen basiskennis en inzicht in de natuurkunde toepassen om papieroefeningen op te lossen.
Studenten zijn in staat om de opgave van een oefening te analyseren en vervolgens de probleemstelling en de gegevens te vertalen naar de geëigende notatie om, eventueel met begeleiding, tot een goede oplossing en interpretatie ervan te komen.
Studenten hebben inzicht in realistische grootte-ordes en kunnen deze naar waarde schatten.
Studenten zijn in staat om een wetenschappelijke bewering te ondersteunen met argumenten, een logische redenering op te bouwen en deze helder te verwoorden/noteren.
Studenten zijn in staat om vragen en antwoorden correct te formuleren.
Studenten kunnen aan de hand van de oefeningen en tussentijdse toetsen inschatten hoe ver ze staan in het verwerken van de leerstof.
Studenten kunnen efficiënt gebruik maken van een grafische zakrekenmachine en van spreadsheetprogrammas.
Beschrijving leeractiviteit
- Inoefenen van vakbegrippen
- Vakbegrippen concretiseren en toepassen (betekenisverdieping)
- Opgegeven problemen analyseren en leren herkennen als speciale gevallen van meer algemene theorie
- Probleemoplossend denken; opstellen van eigen werkmodellen en daarvan de mogelijkheden en begrenzingen zien.
Studiemateriaal
Opgaven worden uitgedeeld bij werkzittingen; uitgewerkte voorbeelden en extra opgaven worden vermeld in handboek.
0.5 sp. Natuurkunde met elementen van wiskunde II - praktijkoefeningen (B-KUL-K04B4a)
Inhoud
4 sessies van 3 uur over volgende themas:
1. optica: interferentie (diffractierooster)
2. lijnenspectrum bepalen met een prisma
3. laden en ontladen condensator
4. simulatie farmacokinetiek
Doelstellingen
De praktijkoefeningen hebben tot doel een aantal natuurkundige begrippen te verduidelijken en studenten in staat te stellen om experimentele waarnemingen te begrijpen en experimentele gegevens te verwerken.
Na het volgen van de praktijkoefeningen zijn studenten in staat om:
- aan de hand van een technische handleiding, het handboek en aanvullingen op Toledo praktijkoefeningen individueel voor te bereiden, en experimenten op een vlotte en efficiënte manier uit te voeren.
- eenvoudige instrumenten te gebruiken
- de invloed van externe factoren op meetresultaten in te schatten
- data en parameters van uitgevoerde experimenten nauwkeurig te verzamelen in een logboek volgens opgegeven richtlijnen
- experimentele gegevens te verwerken en hierbij meetfouten in rekening te brengen
- een rapport (verslag) te schrijven waarvan de structuur wordt bepaald door het didactisch team.
Beschrijving leeractiviteit
- Voorbereiden van de praktijkoefeningen aan de hand van de handleiding, handboek en aanvullingen op Toledo
- Wetenschappelijke gegevens opzoeken in naslagwerken
- Manipuleren van eenvoudige instrumenten
- Data en parameters nauwkeurig verzamelen in een logboek
- Meetfouten interpreteren en verwerken
- Kritisch nadenken over de invloed van externe factoren op meetresultaten
- Een voorgestructureerd rapport opstellen
Studiemateriaal
Handleiding
Evaluatieactiviteiten
Evaluatie : Natuurkunde met elementen van wiskunde II (B-KUL-K24B1b)
Toelichting
De evaluatie van het vak bestaat uit 3 delen:
1. schriftelijk examen tijdens de zittijd, met vragen over onderwerpen die behandeld werden in het hoorcollege en oefeningen
2. permanente evaluatie van de praktijkoefeningen
3. permanente evaluatie van de huiswerkoefeningen
Belangrijke opmerking: er is geen herkansing mogelijk voor de praktijkoefeningen tijdens de derde examenperiode (septemberzittijd) !!!
Weegfactoren
Om de resultaten behaald op de respectivelijke onderwijsleeractiviteiten van dit opleidingsonderdeel te verwerken tot één globaal beoordelingscijfer zullen onderstaande weegfactoren toegepast worden:
Theoretische omkadering 60%
Oefeningen 30%
Praktijkoefeningen 10 %
Deeloverdrachten
Het examencijfer voor de praktijkoefeningen wordt overgezet naar een volgende examenperiode in hetzelfde of een volgend academiejaar bij een cijfer van ten minste 10/20.
