Natuurkunde Practicum 2

voor de
opleiding Bachelor Natuur- en sterrenkunde



informatie en studiewijzer

Inhoudsopgave:

Vakcode
Semester
Bestemd voor
Groepsindelingen
Aantal studiepunten
Voorkennis
Adres en locatie


Practicumleiding
Technische medewerkers
Studentassistent
Rooster
Cursusmateriaal
Doelstelling
Inhoud
Werkwijze


Verslaggeving
Beoordeling
Tijdsindeling
Eindtermen
Verzuim
Apparatuur
Computerhygiëne

homepage practica










Vakcode:

50922NAP3Y.

terug naar boven

Semester:

Semester 1 van het tweede studiejaar.
Je wordt ingedeeld in Groep A, Groep B, Groep C of Groep D.
Groep A werkt in de acht weken van Blok 1 van Semester 1 op dinsdagen en Groep B op vrijdagen. Groep C werkt in de acht weken van Blok 2 van Semester 1 op dinsdagen en Groep D werkt in deze acht weken op vrijdagen.
Zie Rooster voor de juiste roostergegevens.

terug naar boven

Bestemd voor:

2e jaars Natuurkunde en Sterrenkunde (verplicht).

terug naar boven

Groepsindelingen:

De studenten worden voor het practicum NP2 ingedeeld in vier groepen (Groep A, B, C of D). Zie DataNose om te bekijken in welke groep je zit of Groepsindeling NP2 voor een overzicht.

terug naar boven

Aantal studiepunten:

3 EC.

terug naar boven

Voorkennis:

Natuurkunde Practicum 1.

terug naar boven

Adres en locatie:

Universiteit van Amsterdam, Natuurkunde Practica, Science Park 904, Gebouw G, 1090 GX Amsterdam. tel.: 020 525 5860 (onderwijsbureau).

De practica worden gehouden in de zalen G1.23 en G1.18 en nevenruimtes. Colleges worden gegeven in G4.15.

terug naar boven

Practicumleiding:

Voeg aan de mailadressen toe: @uva.nl

dr T.W. Hijmans (Tom), tel.: 020 525 6389, email: t.w.hijmans

drs C.L. Vlaanderen (Paul), coördinator practica, Science Park 904, kamer G1.05, tel.: 020 525 5875,
email: c.l.vlaanderen

Voor hen geldt dat zij geen vast spreekuur hebben, maar dat je altijd met hen een afspraak kunt maken.

terug naar boven

Technische medewerkers:

Voeg aan de mailadressen toe: @uva.nl

P.J. de Leeuw (Flip) (elektronica), Science Park 904, kamer G1.05, tel.: 020 525 6361, email: p.j.deleeuw

R.F. van Duuren (Rob) (apparatuur en materiaal), Science Park 904, kamer G1.05, tel.: 020 525 5874, email: r.f.vanduuren

terug naar boven

Studentassistent / aio:

Voeg aan de mailadressen toe: @uva.nl

Jochem Kaas, email: j.j.kaas

Erik Slooten, email: e.slooten

Voeg aan het mailadres toe: @student.uva.nl

Daniël Pijn, email: daniel.pijn

terug naar boven

Rooster:

Zie DataNose voor het rooster.

terug naar boven

Cursusmateriaal:

De handleiding "Natuurkunde Practicum 2" en verdere documentatie over de experimenten staan in afzonderlijke hoofdstukken op Blackboard onder "Course materials". Hier is ook documentatie te vinden over de apparatuur, voor zover die niet op de zaal aanwezig is.

terug naar boven

Doelstelling:

Eén van de werkvormen in de bacheloropleiding van de faculteit FNWI is het practicum.
Het algemene doel van practica is om (experimentele) vaardigheden aan te leren die nodig zijn om zelf productief te zijn in het betreffende vakgebied. Practica dienen ook om je kennis te laten maken met technieken en methodes voor praktische oplossingen van een probleem. Een belangrijk aspect hierbij is, dat je het probleem systematisch aanpakt en dat je fouten opspoort ('trouble shooting'). Natuurkundige theorie wordt gebruikt om de resultaten van de experimenten te interpreteren.
In een goed practicum draait het om het gaandeweg ontwikkelen van vaardigheden om praktische problemen op te lossen, waarbij er voortdurend wisselwerking optreedt tussen het experiment, theorie en theoretische modellen. Bovendien leer je te rapporteren naar jezelf en naar anderen.

Een specifiek doel van het vak NP2 is, dat je vaardigheden ontwikkelt in het opzetten en uitvoeren van wat complexere experimenten dan bij het NP1. Daarnaast heeft het NP2 de bedoeling om je vakkennis van de desbetreffende vakgebieden (zie ook inhoud) te verhogen en om een kritische houding ten aanzien van het experiment en de resultaten te ontwikkelen.
Het doel is tevens dat je foutenberekening toepast en dat je besef krijgt van nauwkeurigheid.

terug naar boven

Inhoud:

De experimenten van het NP2 zijn in drie clusters onder te brengen. Elke student kiest in onderling overleg 2 clusters waaruit hij een experiment doet.

  1. Resonantie en relaxatie Binnen dit cluster kun je één experiment kiezen:

    - TDV (Trillende Draad Viscositeitsmeting). Meting van de viscositeit van een gas m.b.v. relaxatietijden van een zeer dunne draad die na een pulsvormige excitatie met een signaal van een paar kHz tot trillen is gebracht.

    - NMR (Nuclear Magnetic Resonance). Meting van relaxatietijden van kernspins in watersamples na pulsvormige excitatie m.b.v. radiofrequente pulsen van 20 MHz tot 25 MHz.

    - ESR (Electron Spin Resonance). Meting van de g-factor van electronen in DPPH-samples d.m.v. resonantie op continu ingestraalde 10 GHz microgolven.

  2. Deeltjesdetectie en interactie straling-materie Als je voor dit cluster kiest, zijn het eerste en het laatste experiment een vast onderdeel; uit de overige experimenten kan er één gekozen worden.

    Vast onderdeel:

    - Energiespectroscopie. Spectroscopie aan fotonen (gamma-quanten) m.b.v. een NaI(Tl)-scintillatie- detector en een Multi Channel Analyzer.

    Keuze uit:

    - Energiespectroscopie geladen deeltjes. Bepaling stopping-power van diverse gassen voor alpha- deeltjes m.b.v. een halfgeleiderdetector.

    - Energieresolutie, Paarvormingseffect. Meten van eigenschappen van een HPGe-detector m.b.v. fotonen (gamma-quanten); low-level counting, aantonen paarvormingseffect.

    - Verstrooiing. Metingen aan energie en intensiteit van een fotonenbundel (gamma-deeltjes) die door het Comptoneffect verstrooid is.

    - Levensduur muonen. Meting van de levensduur van muonen uit kosmische straling m.b.v. een scintillator en een Time-to-Amplitude Converter.

    - Materiaalanalyse en laagdiktemeting. Bepaling van de samenstelling van legeringen en meting van dunne laagjes materiaal m.b.v. Röntgenfluorescentie.

    Vast onderdeel:

    - Elektron-positron-annihiltatie. M.b.v. de coincidentietechniek wordt de hoekafhankelijkheid van de annihilatiefotonen gemeten en de annihilatie aangetoond.

  3. Optische spectroscopie
    - Dopplervrije verzadigingsspectroscopie. Metingen aan het absorptiespectrum van een Rb-cel m.b.v. van infra-rood licht uit een diodelaser.

terug naar boven

Werkwijze:

Het practicum NP2 beslaat 3 colleges van 2 uur, en 8 dagen die bestemd zijn voor experimenteren en presentaties. Theoretische voorbereiding, uitwerking en verslaglegging moet in eigentijd, buiten het rooster om, gedaan worden. Elke experimentele practicumdag wordt begonnen met een gezamenlijke bijeenkomst waarop ingegaan wordt op de achtergronden van de experimenten en waarop de experimenten van de vorige dag geëvalueerd worden.
Op Blackboard staan onder 'Course materials' diverse hoofdstukken van de NP2-handleiding waarin informatie over de experimenten te vinden is. De experimentbeschrijvingen zijn tamelijk 'open' van karakter. Het is de bedoeling om in ruime mate van zelfstandigheid de experimenten uit te voeren.

In principe werk je in koppels van twee. Er zijn tal van redenen waarom deze werkwijze de voorkeur geniet boven individueel te werken. Om er een paar te noemen: Het werken in koppels helpt bij het ontwikkelen van communicatieve vaardigheden. Het werkt ook stimulerend bij het zoeken naar oplossingen van problemen. Bij ontbrekende kennis of inzichten kun je elkaar aanvullen.
Het is niet mogelijk om met drie studenten of meer aan één opstelling te werken. Samenwerking tussen meerdere koppels is uiteraard wel toegestaan en wordt zelfs aangemoedigd. Je kunt dan denken aan het vergelijken van meetgegevens en meetmethodes. Slechts in uitzonderingsgevallen kun je individueel werken, mits er voldoende experimentele opstellingen vrij zijn.

Bij de practica word je geassisteerd door een docent, vaak in samenwerking met studentassistenten en/of aio's.

Het practicum heeft ook als doel om een kritische houding ten aanzien van het experiment en de resultaten te ontwikkelen. De resultaten van de experimenten moeten in een schriftelijk of mondeling verslag weergegeven worden.

terug naar boven

Verslaggeving:

Het is uitermate belangrijk, dat je leert hoe je de resultaten van je werk kunt documenteren en hoe je erover communiceert met anderen. Op het NP2 doe je de verslaggeving schriftelijk en mondeling. Uiteraard houd je altijd een logboek bij. Het logboek is immers de basis voor verdere verwerking van het experiment, zoals een verslag of een presentatie. Op Blackboard is onder 'Course materials' een appendix te vinden met aanwijzingen voor logboeken verslagen en presentaties.

Elk koppel studenten doet 2 experimenten. Van het eerste experiment doet de éne student schriftelijk verslag en houdt de andere een mondelinge presentatie. Bij het tweede experiment draaien de rollen om.

De verslagen dienen uiteraard individueel gemaakt te worden. De reguliere inlevertermijn sluit 1 week na het beëindigen van het experiment ( zie ook beoordeling).

terug naar boven

Beoordeling:

Het met goed resultaat volgen van het NP2 levert in totaal 3 EC op.
Voor elk experiment wordt voor het experimentele werk en de verslaggeving (mondeling of schriftelijk) een cijfer gegeven, dus 4 cijfers in totaal.
Het gemiddelde van deze cijfers bepaalt het eindcijfer voor NP2.

Het verslag moet binnen 1 week na het beëndigen van het experiment ingeleverd worden.
Een verslag dat te laat ingeleverd wordt, krijgt een 20% lagere beoordeling. Het verslag moet dan dus 'goed' zijn om nog een 'voldoende' beoordeling te krijgen!

Zie ook Blackboard onder 'Course Information' en dan 'NP2 inleiding'.

terug naar boven

Tijdsindeling:

Kijk naar de paragrafen rooster en werkwijze en beoordeling.

terug naar boven

Eindtermen:

Je wordt na afloop van het practicum geacht om een experiment te kunnen opzetten aan de hand van achtergrondinformatie en documentatie. Je dient hierbij de opstelling op systematische wijze te testen en op te bouwen. De resultaten van het experimentele werk moet je kunnen vastleggen in een logboek, in een schriftelijk verslag en in een mondelinge presentatie, waarbij een redelijke indicatie van nauwkeurigheid in de behaalde resultaten moet worden gegeven.

terug naar boven

Verzuim:

Verzuim is niet toegestaan en inhalen is in principe niet mogelijk. (Practica worden slechts 1 keer per jaar gegeven).
Indien je, om wat voor reden dan ook, toch op een bepaalde dag verhinderd bent, moet je dit zo spoedig mogelijk, maar uiterlijk voor het begin van de betreffende practicumdag melden aan de practicumdocent of het onderwijsbureau, tel 020 525 5860.

terug naar boven

Apparatuur:

Op het NP wordt op uitgebreide schaal gebruik gemaakt van apparatuur. Deze apparatuur bestaat voor het merendeel uit elektronische (meet)instrumenten, computers en meetopstellingen. Er zijn ook tal van losse componenten, zoals verbindingssnoeren, weerstanden etc. Hoewel ernaar gestreefd wordt om de apparatuur en de componenten in goede conditie te houden, is het niet te voorkomen dat er defecten optreden. Ook bij de computers kunnen hard- en softwarestoringen optreden. Je taak als practicant is een experiment zo goed mogelijk uit te voeren, waarbij je soms ook dit soort onbedoelde defecten (ook kapotte draadjes) moet zien op te sporen. Natuurlijk komt het ook voor dat er fouten door jou zelf als experimentator in een meetsysteem worden geïntroduceerd. Dit gebeurt vaak onbewust door bijvoorbeeld een foutief gelegde verbinding of verkeerde aannames. Loop daarom systematisch het experiment door en evalueer telkens de tussenresultaten. Vergelijk het functioneren van een apparaat dan ook met de fabrieksspecificaties en/of fabrieksmanuals. Wat dat betreft komt het werk op het NP goed overeen met de praktijk van het "echte" fysisch onderzoek. Dit soort fouten en defecten zijn onvermijdelijk, treden veelvuldig op en zijn inherent aan experimenteel werk. Roep de hulp in van een practicumbegeleider als je een defect vermoedt en je het niet kunt vinden. Meld een gevonden defect altijd aan de docent, een assistent of aan een technicus. Er wordt dan gezorgd voor reparatie of vervanging.

terug naar boven

Computerhygiëne:

Bij elke opstelling op de practica staan computers. Deze zijn bedoeld als meetinstrument, waarbij de resultaten van metingen vastgelegd worden. Sommige experimenten worden door computers bestuurd. Een computer is ook een middel om informatie op te halen en uit te sturen. De computers staan ook ten dienste van uitwerkingen en verslaggeving. Enige regels dienen hierbij in acht te worden genomen:

  • bewaar data bij voorkeur in directories of folders op de eigen netwerkdrive (de data zijn dan ook vanuit andere werkplekken beschikbaar en de lokale harddisk wordt niet 'vervuild').

  • indien het toch nodig is om data op de lokale harddisk te bewaren, maak dan een directory of een folder aan die duidelijk je volledige eigennaam bevat (bij het schoonmaken van de harddisk is dan duidelijk dat deze directory of folder geen programmabestanddeel is).

  • verander geen enkele systeeminstelling van het besturingssysteem (ook geen kleuren, screensavers en helemaal geen wachtwoorden, ook niet als vorm van humor).

  • Lock de computer niet! Sla bij het weggaan (bij pauzes e.d.) je gegevens op en log uit. Zo is de machine ook door een ander te gebruiken.

  • Log aan het einde van de dag altijd uit, behalve als je een experiment hebt waarbij je ook 's nachts moet meten.

  • het downloaden van programmatuur is ten strengste verboden.

  • gebruik de computers waarvoor ze voor het practicum bedoeld zijn. Zonder aanzien des persoons en terstond zal de RESET-knop worden ingedrukt bij het spelen van spelletjes, chatten, etc.

  • terug naar boven




    homepage practica






Opmerkingen, dode links, fouten of onvolkomenheden s.v.p. melden aan C.L. Vlaanderen.