År 1 och 2 på kandidatprogrammen

Termin 1

Matematik I, 30 hp

Algebra: Polynomdivision, faktorsatsen, faktoriseringar, olikheter, absolutbelopp, aritmetisk och geometrisk summa, partialbråksuppdelning, komplexa tal, Binomialsatsen, induktionsbevis, geometri (kongruens, likformighet), analytisk geometri, något om mängder.
Linjära ekvationssystem, matriser, determinanter, vektorer i 2 och 3 dimensioner, linjärt oberoende, skalärprodukt, vektorprodukt, räta linjer och plan, linjära avbildningar.
Analys: Funktioner, kurvritning, potens-, exponential- och logaritmfunktioner, trigonometri, trigonometriska funktioner, inversa funktioner, arcusfunktioner, gränsvärde, kontinuitet, derivata, deriveringsregler, derivering av elementära funktioner, största och minsta värde, kurvritning, asymptoter, olikheter, integraler, samband mellan primitiva funktioner och integraler, variabelsubstitution, partiell integration, integraler av vissa klasser av funktioner, tillämpningar av integraler, differentialekvationer, Taylors formel. Inledning till analys i flera variabler: Partiella derivator, största och minsta värde över kompakta områden, dubbelintegraler.

Kursens innehåll kan användas vid modellering inom en mängd områden som exempelvis fysik och ekonomi

Kursen består av följande moment:

1. Algebra, räknefärdighet 3p (4,5 hp) (Computing skills in algebra)
2. Algebra, problemlösning 5p (7,5 hp) (Problem solving in algebra)
3. Matematisk analys, räknefärdighet 3p (4,5 hp) ) (Computing skills in mathematical analysis)
4. Matematisk analys, problemlösning 5p (7,5 hp) (Problem solving in mathematical analysis)
5. Problemlösningsseminarium 2p (3 hp) (Seminar in problem solving)
6. Datorlaborationer 2p (3 hp) (Computer-aided problem solving)

Termin 2

Mekanik, 12 högskolepoäng

Detta är den första fysikkursen på fysiklinjen och den täcker den kanske allra mest
centrala delen av klassisk fysik - den klassiska mekaniken. Vi börjar med att studera den mekanik som formulerades av Newton i verket Philosophiae Naturalis Principia
Matematica som utkom 1687. I denna del intoduceras de flesta av fysikens grundläggande begrepp: rum, tid, rörelse, kraft, rörelsemängd, energi etc. Den senare delen av kursen ägnas den speciella relativitetsteorin som presenterades av Einstein 1905, och som gav oss en dramatiskt ny syn på begreppen rum och tid. Det finns många fenomen som på ett slående sätt demonstrerar den speciella relativitsteorins betydelse, men dessa involverar alltid mycket höga hastigheter, så den Newtonska mekaniken är fortfarande väsentlig för förståelsen av världen omkring oss.

Experimentella metoder, 12 högskolepoäng

Kursen består av en föreläsningsserie som är direkt kopplad till experimentellt arbete i
laboratoriet och datorövningar. Föreläsningarna tar upp grunderna i den experimentella metoden, mätteknik, statistiska metoder för analys av data och metoder för presentation och dokumentation. Det experimentella arbetet ger träning i att självständigt planera och utföra experiment, att analysera data, att dokumentera och att presentera resultat både skriftligt och muntligt. Experimenten förbereds och diskuteras under föreläsningarna. Under datorövningarna tränas metoder för analys av data och tekniker för dokumentation och presentation.

Programspecifik kurs, 6 eller 7,5 högskolepoäng

För Kandidatprogrammet i fysik: Kvantfysikens grunder, 6 hp
Kursen ger dig en introduktion till kvantfysiken där tonvikten ligger främst på förståelse av de grundläggande begreppen snarare än matematisk teknik. Den generella kvantmekaniska formalismen utvecklas genom studier av enkla system.
För Kandidatprogrammet i astronomi: Introduktion till galaxer och kosmologi, 6 hp
Kursen ger dig en introduktion till modern astrofysik med tonvikt på det storskaliga – galaxer och kosmologi. Du får grundläggande kunskaper om stjärnornas fysik som grund för förståelsen av galaxer och observationell kosmologi.
För Kandidatprogrammet i biofysik: Molekylära livsvetenskaper, 7,5 hp
Kursen ger dig en introduktion till läran om biologiska molekyler och viktiga livsprocesser.
För Kandidatprogrammet i meteorologi: Klimatsystemets fysik, 6 hp
Kursen ger dig den första direkta kontakten med meteorologin. Du får en grundläggande överblick över de processer som bestämmer jordens klimat.
För Sjukhusfysikerprogrammet: Datoranvändning inom fysiken, 6 hp
Kursen omfattar de grundläggande begreppen inom objektorienterad programmering i C++ tillämpat på problem inom fysikområdet. Stor vikt läggs vid människa/maskin-interaktionen och det grafiska gränssnittet.

Termin 3

Matematisk analys III, 7.5 högskolepoäng

Analys i en variabel: Teori för gränsvärden, kontinuitet, derivata, integral och Taylors formelAnalys i flera variabler: Gränsvärden kontinuitet, differentierbarhet, kedjeregeln, gradient och riktningsderivata. Högre derivator, Taylors formel, optimeringsproblem, lokala extrempunkter. Dubbelintegraler, variabelbyte.Kursens innehåll kan användas vid modellering inom en mängd områden som exempelvis fysik och ekonomi.

Matematisk analys IV, 7.5 högskolepoäng

Analys i en variabel: Serier, generaliserade integraler och potensserier. Analys i flera variabler: Trippelintegraler, kurvor, kurvintegraler, Greens formel, ytor, ytintegraler, Gauss och Stokes satser. Kursens innehåll kan användas vid modellering inom en mängd områden som exempelvis fysik och ekonomi.

Linjär algebra II, 7.5 högskolepoäng

Kursen behandlar linjära rum, linjärt oberoende, bas, dimension, koordinater i olika baser, skalärprodukt, Cauchy-Schwarz olikhet, ortogonala baser, matriser, rad- och kolonnrum, matrisrang, inverterbarhet, ortogonala matriser, determinanter, linjära avbildningar, matrisframställning i olika baser, nollrum, värderum, egenvektorer, diagonalisering, kvadratiska former med tillämpningar på kurvor och ytor av andra graden.
Kursens innehåll kan användas vid modellering inom en mängd områden som exempelvis fysik och ekonomi.

Numeriska metoder för fysiker I, 7.5 högskolepoäng

Grundläggande idéer och begrepp i numerisk analys. Serieutveckling, noggrannhets- och tillförlitlighetsbedömning. Ekvationer och ekvationssystem, interpolation och extrapolation. Minsta kvadratmetoden, derivering och integration, ordinära differentialekvationer. Datorlaborationer där numeriska metoder tillämpas på fysikaliska problem.

Termin 4

Elektromagnetism, 12 högskolepoäng

Laddningens kvantisering och bevarande. Växelverkan mellan statiska laddningar,
elektriska fält, Gauss' lag. Elektrisk energi, elektrisk potential. Vektoranalys. Ledare i
elektriska fält, potentialproblemet. Elektrisk ström, Ohms lag, elektromotorisk spänning, elektriska kretsar. Magnetiska fält. Magnetisk induktion, induktans, magnetisk energi. Växelspänning. Maxwells ekvationer, elektromagnetiska vågor. Elektriska och magnetiska dipoler. Polariserade material. Olika typer av magnetism.

Vågrörelselära och optik, 10.5 högskolepoäng

Allmän vågrörelselära, vågekvationen. Transversella och longitudinella vågor.
Fourieranalys av periodiska förlopp. Mekaniska vågor och ljudvågor. Något om
ljudmätning. Plana elektromagnetiska vågor som lösning till Maxwells ekvationer. Något om dipolstrålning. Ljusets reflexion, brytning och dispersion. Geometrisk optik med tillämpningar på några optiska instrument. Fresnels formler. Polarisation, interferens och diffraktion. Gitter och våglängdsmätning.

Termodynamik och inledande statistik fysik, 7.5 högskolepoäng

Föremål i vår omgivning består av en ofantlig mängd atomer. Dessa atomer, och den
växelverkan som finns mellan dem, kan sägas utgöra en mikroskopisk bild av materien. När vi beskriver föremål använder vi dock ofta begrepp som är strikt makroskopiska, d v s begrepp som inte har någon tydlig mikroskopisk motsvarighet. Hit hör till exempel storheter som det tryck en innesluten vätska eller gas utövar på behållarens väggar, eller ett föremåls temperatur - man kan inte tala om en atoms temperatur, och lika lite om trycket från en enstaka atom; begreppen förutsätter att man har många atomer.
Termodynamiken beskriver sådana makroskopiska storheter, samt de lagar och samband som man empiriskt har funnit gäller för dessa. Den statistiska fysiken förklarar de termodynamiska lagarna och begreppen som en konsekvens av fysiken på den mikroskopiska nivån. För någorlunda storskaliga system är de mikroskopiska frihetsgraderna förstås ohanterligt många, och det blir därför en fråga om att "medelvärdesbilda", och om att försöka sortera ut precis de relevanta frihetsgraderna därav namnet statistisk fysik.
Under kursen kommer vi att införa och diskutera sambanden mellan de grundläggande termodynamiska begreppen. Till exempel kommer vi att studera betingelserna för att värme och arbete ska kunna omvandlas i varandra, och särskild tonvikt kommer att ligga på entropibegreppet, som visar sig definiera en riktning för processer i naturen. Ett genomgående tema kommer att vara hur materiens mikroskopiska struktur ger upphov till de lagar som gäller på den makroskopiska nivån. Därvid kommer vi även att komma in på elementär kinetisk gasteori.