Natuurkunde Practicum 1
voor de
opleiding Bachelor Natuur- en sterrenkunde
informatie en studiewijzer
Vakcode: NA103033. Semester: Semester 1, het januariblok van het eerste studiejaar. Je wordt ingedeeld in Groep 1, Groep 2 of Groep 3. Groep 1 werkt in januari op de maandagen, dinsdagen en woensdagen, Groep 2 op de maandagen, donderdagen en vrijdagen. en Groep 3 werkt op de maandagen, maandagavonden, dinsdagavonden, woensdagavonden en donderdagavonden. Voor alle groepen worden de maandagen gebruikt voor colleges, werkcoleges en toetsing. Zie Rooster voor de juiste roostergegevens. Bestemd voor: Verplicht voor 1e jaars Natuurkunde en Sterrenkunde, keuze voor andere opleidingen. Groepsindelingen: De studenten worden voor het practicum NP1 ingedeeld in drie groepen (Groep 1 Groep 2 en Groep 3). Zodra de indeling bekend is, kun je klikken op groepsindeling om te zien in welke groep je zit. Aantal studiepunten: 3 EC. Een week studiebelasting staat voor 1,5 EC. Het NP1 heeft dus een totale omvang van 2 volle werkweken. Er staan 4 ´ 2 = 8 dagen geroosterd voor experimenteel werk en twee halve dagen voor (werk)colleges. Er wordt verder van uit gegegaan dat je nog flink wat tijd, buiten het rooster om, aan het NP1 besteedt in de vorm van voorbereiding en/of verwerking. Voorkennis: Natuurkunde VWO. Adres en locatie: Universiteit van Amsterdam, Natuurkunde Practica, Valckenierstraat 65, 1018 XE Amsterdam. tel.: 020 525 5860 (onderwijsbureau). Let op! De eerste bijeenkomst is een gemeenschappelijk college en vindt plaats in zaal P 2.27 (gebouw Euclides). De eigenlijke practica worden gehouden in gebouw J/K (Valckenierstraat 65) en wel in de zalen J/K 3.03/3.05 en in nevenruimtes. Soms worden er instructies aan kleinere groepen gegeven in J/K 3.06. Zie Rooster voor de zalen waar de werkcolleges worden gehouden en waar de toetsen worden afgenomen. Practicumleiding: Voeg aan de mailadressen toe: @uva.nl dr T.W. Hijmans (Tom), Valckenierstraat, kr J/K1.61, tel.: 020 525 6389, email: T.W.Hijmans drs L. Koopman (Lodewijk), Kruislaan 404, kamer 1.11, tel: 020 525 6583, email: L.koopman dr J.G. Oldenziel (Jan), Valckenierstraat 65, kr J/K 3.10, tel.: 020 525 5874, email: J.G.Oldenziel drs C.L. Vlaanderen (Paul), coördinator practica, Valckenierstraat 65, kr J/K 3.11, tel.: 020 525 5875, email: C.L.Vlaanderen dr M. Vreeswijk (Marcel), Kruislaan 409, tel.: 020 592 5088, email: h73 met de toevoeging @nikhef.nl Voor allen geldt dat zij geen vast spreekuur hebben, maar dat je altijd telefonisch of via e-mail een afspraak met hen kunt maken. Assistenten: Voeg aan de mailadressen toe: @science.uva.nl Lynn Hoendervanger, email: Anna.Hoendervanger met de toevoeging @student.uva.nl Sanne de Jong email: sdejong, tel 020 525 6364 of 6373. Anna Latour, email: Anna.Latour met de toevoeging @student.uva.nl Freek Massee email: fmassee, tel 020 525 6364 of 6375. Wout Merbis, email: wmerbis Sipho van der Putten, email: sputten met de toevoeging @nikhef.nl Chao Kang Tai, email: ctai Jannis Teunissen, email: H.J.Teunissen met de toevoeging @student.uva.nl Kasper van der Vaart, email: Kasper.vanderVaart met de toevoeging @student.uva.nl Technische medewerkers: Voeg aan de mailadressen toe: @uva.nl P.J. de Leeuw (Flip) (elektronica), Valckenierstraat 65, kr J/K 3.10, tel.: 020 525 6361, email: P.J.deLeeuw R.F. van Duuren (Rob) (apparatuur en materiaal), Valckenierstraat 65, kr J/K 3.12, tel.: 020 525 5874, email: R.F.vanDuuren Rooster: De studenten worden ingedeeld in drie groepen Groep 1, Groep 2 en Groep 3. Zodra de indeling bekend is, kun je klikken op groepsindeling om te zien in welke groep je zit. Let Op! Net als alle andere practica, wordt het NP1 slechts één maal per jaar gegeven. Het is dus niet mogelijk om het practicum in te halen of over te doen! Het NP1 is geroosterd in het derde blok van het 1e semester (januariblok), dus in de kalenderweken 2, 3, 4 en 5. Groep 1: maandag 5 jan '09, 9:00 - 12:00, zaal REC-P 2.27, College: Introductie, Foutenberekening, Statistiek maandag 5 jan '09, 13:00 - 14:30, zaal REC-J/K 3.88, Werkcollege: Foutenberekening, Statistiek 1 maandag 5 jan '09, 14:30 - 16:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Werkcollege: Statistiek 1 dinsdag 6 jan '09, 9:00 - 17:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Pretest en Experimenteren woensdag 7 jan '09, 9:00 - 17:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Experimenteren maandag 12 jan '09, 9:00 - 11:00, zaal REC-P 2.27, College: 1e-Orde Systemen, Op-Amp maandag 12 jan '09, 11:00 - 13:00, zaal REC-A AB.40, (Zaal A), Toets: Supergeleiding dinsdag 13 jan '09, 9:00 - 17:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Pretest en Experimenteren woensdag 14 jan '09, 9:00 - 17:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Experimenteren maandag 19 jan '09, 9:00 - 11:00, zaal REC-P 2.27, College: Origin 8, Verslaggeving maandag 19 jan '09, 11:00 - 12:30, zaal REC-J/K 3.88, Werkcollege: Werkcollege: Verslaggeving maandag 19 jan '09, 13:30 - 15:00zaal REC-J/K 3.03/3.05, Werkcollege: Origin 8, Statistiek 2 maandag 19 jan '09, 15:30 - 17:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Helpdesk: LaTeX dinsdag 20 jan '09, 9:00 - 17:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Pretest en Experimenteren woensdag 21 jan '09, 9:00 - 17:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Experimenteren maandag 26 jan '09, 9:00 - 11:00, zaal REC-A AB.40 (Zaal A), Toets: Systeembeschrijving en Signaalbewerking maandag 26 jan '09, 13:00 - 15:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Helpdesk: LaTeX dinsdag 27 jan '09, 9:00 - 17:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Pretest en Experimenteren woensdag 28 jan '09, 9:00 - 17:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Experimenteren Groep 2: maandag 5 jan '09, 9:00 - 12:00, zaal REC-P 2.27, College: Introductie, Foutenberekening, Statistiek woensdag 7 jan '09, 9:00 - 11:30, zaal REC-J/K 3.02, Werkcollege: Statistiek 1 woensdag 7 jan '09, 11:00 - 12:30, zaal REC-J/K 3.88/B, Werkcollege: Foutenberekening donderdag 8 jan '09, 9:00 - 17:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Pretest en Experimenteren vrijdag 9 jan '09, 9:00 - 17:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Experimenteren maandag 12 jan '09, 9:00 - 11:00, zaal REC-P 2.27, College: 1e-Orde Systemen, Op-Amp maandag 12 jan '09, 11:00 - 13:00, zaal REC-A AB.40, (Zaal A), Toets: Supergeleiding donderdag 15 jan '09, 9:00 - 17:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Pretest en Experimenteren vrijdag 16 jan '09, 9:00 - 17:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Experimenteren maandag 19 jan '09, 9:00 - 11:00, zaal REC-P 2.27, College: Origin 8, Verslaggeving maandag 19 jan '09, 15:00 - 17:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Helpdesk: LaTeX woensdag 21 jan '09, 9:00 - 11:30, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Werkcollege: Origin 8, Statistiek 2 woensdag 21 jan '09, 11:00 - 12:30, zaal REC-J/K 3.88, Werkcollege: Verslaggeving donderdag 22 jan '09, 9:00 - 17:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Pretest en Experimenteren vrijdag 23 jan '09, 9:00 - 17:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Experimenteren maandag 26 jan '09, 9:00 - 11:00, zaal REC-A AB.40 (Zaal A), Toets Systeembeschrijving en Signaalbewerking maandag 26 jan '09, 13:00 - 15:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Helpdesk: LaTeX donderdag 29 jan '09, 9:00 - 17:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Pretest en Experimenteren vrijdag 30 jan '09, 9:00 - 17:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Experimenteren Groep 3: maandag 5 jan '09, 9:00 - 12:00, zaal REC-P 2.27, College: Introductie, Foutenberekening, Statistiek maandag 5 jan '09, 13:00 - 14:30, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Werkcollege: Statistiek 1 maandag 5 jan '09, 14:30 - 16:00, zaal REC-J/K 3.88, Werkcollege: Foutenberekening maandag 5 jan '09, 18:30 - 22:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Pretest en Experimenteren dinsdag 6 jan '09, 18:30 - 22:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Experimenteren woensdag 7 jan '09, 18:30 - 22:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Experimenteren donderdag 8 jan '09, 18:30 - 22:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Experimenteren maandag 12 jan '09, 9:00 - 11:00, zaal REC-P 2.27, College: 1e-Orde Systemen, Op-Amp maandag 12 jan '09, 11:00 - 13:00, zaal REC-A AB.40, (Zaal A), Toets: Supergeleiding maandag 12 jan '09, 18:30 - 22:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Pretest en Experimenteren dinsdag 13 jan '09, 18:30 - 22:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Experimenteren woensdag 14 jan '09, 18:30 - 22:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Experimenteren donderdag 15 jan '09, 18:30 - 22:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Experimenteren maandag 19 jan '09, 9:00 - 11:00, zaal REC-P 2.27, College: Origin 8, Verslaggeving maandag 19 jan '09, 11:00 - 12:30, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Werkcollege: Origin 8, Statistiek 2 maandag 19 jan '09, 13:30 - 15:00, zaal REC-J/K 3.88, Werkcollege: Verslaggeving maandag 19 jan '09, 15:00 - 17:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Helpdesk: LaTeX maandag 19 jan '09, 18:30 - 22:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Pretest en Experimenteren dinsdag 20 jan '09, 18:30 - 22:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Experimenteren woensdag 21 jan '09, 18:30 - 22:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Experimenteren donderdag 22 jan '09, 18:30 - 22:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Experimenteren maandag 26 jan '09, 9:00 - 11:00, zaal REC-A AB.40 (Zaal A), Toets Systeembeschrijving en Signaalbewerking maandag 26 jan '09, 13:00 - 15:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Helpdesk: LaTeX maandag 26 jan '09, 18:30 - 22:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Pretest en Experimenteren dinsdag 27 jan '09, 18:30 - 22:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Experimenteren woensdag 28 jan '09, 18:30 - 22:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Experimenteren donderdag 29 jan '09, 18:30 - 22:00, zaal REC-J/K 3.03/3.05, Experimenteren Cursusmateriaal: De handleiding "Natuurkunde Practicum 1" 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. De handleiding bestaat voor elk experiment uit een leestekst die vooraf bestudeerd moet worden, gevolgd door een beschrijving van het experiment met opdrachten. 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 onderwezen 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 NP1 is, dat je vaardigheden ontwikkelt in het gebruik van meetinstrumenten en in het opzetten van een experiment. Daarnaast heeft het NP1 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 kennis maakt met de beginselen van foutenberekening en dat je besef krijgt van nauwkeurigheid. Inhoud: Op het practicum NP1 kom je verschillende types experimenten tegen. Zo zijn er groepen met experimenten die tezamen een cursus vormen en (keuze)experimenten waarbij je een bepaald onderwerp kunt uitdiepen. Er zijn ook keuze(project)-experimenten waain de mogelijkheid geboden wordt om projectmatig een experiment op te zetten, waarin je zelf de richting van het experiment bepaalt. De twee cursorische experimenten worden door alle studenten gedaan. Verder dient iedere student een 'keuze 1'-experiment en een 'keuze 2'-experiment te doen. In de leestekst wordt per experiment (per hoofdstuk) nieuwe stof aangeboden die tevoren bestudeerd moet worden. Op het NP1 leer je om te gaan met diverse meetapparatuur en meetmethodes, zowel analoog als digitaal en leer je over be- en verwerking van signalen. Ook wordt ingegaan op het opzetten van een experiment in samenhang met het begrip nauwkeurigheid. De volgende experimenten komen de orde, waarbij elk genummerd item twee dagen in beslag neemt:
Elke eerste practicumdag van de week (ma of wo) wordt begonnen met een pretest. Dit is een test waaruit moet blijken dat je de stof voor de betreffende week goed hebt doorgenomen, dus dat je goed voorbereid aan het practicum begint. Let op! Wie deze tetst niet voldoende maakt, wordt niet toegelaten tot het uitvoeren van het experiment! Op Blackboard staan onder 'Course materials' diverse hoofdstukken van de NP1 handleiding waarin informatie over de experimenten te vinden is. De leestekst van deze hoofdstukken moet je vooraf goed doorgenomen hebben. De pretests gaan over deze leesteksten. De eigenlijke practicumopdrachten en experimenten staan in de paragrafen achter de leestekst beschreven. 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 vanzelfsprekend dat je de pretests en de toetsen individueel maakt. Maar ook de verslagen moet je individueel maken. 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. De cursorische practicumonderdelen (de items 1 en 2 van Inhoud) worden achteraf apart getoetst. Het is de bedoeling dat je gedurende je studie in toenemende mate van zelfstandigheid aan de practicumexperimenten werkt. In NP1 worden de experimenten aanvankelijk nog puntsgewijs beschreven. In een latere fase van de studie worden de opdrachten wat meer open van karakter. Het practicum heeft ook als doel om een kritische houding ten aanzien van het experiment en de resultaten te ontwikkelen. Het kan dan voorkomen dat je langer dan gemiddeld bij een bepaald experiment blijft 'hangen' en dat je het programma voor die dag niet geheel af kunt maken. Dit is op zich geen bezwaar, mits je de voor het practicum beschikbare tijd zinvol hebt doorgebracht. 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 NP1 wordt begonnen met een meetblad, dat gedurende de eerste paar experimentjes als voorbeeld voorbedrukt is. Bij het vervolg dien je zelf de meetbladen te maken en een logboek bij te houden. Het logboek is weer de basis voor verdere verwerking zoals een verslag. Op Blackboard is onder 'Course materials' een appendix te vinden met aanwijzingen voor logboeken en verslagen. Bij de experimenten uit 'keuze 1' ligt de nadruk op het verslag zelf, bij de experimenten uit 'keuze 2' ligt het accent op de foutenanalyse. De verslagen schrijf je individueel! De verslagen moeten binnen een week na beëindiging van het experiment worden ingeleverd, in ieder geval vóór de start van het volgende experiment.( zie ook beoordeling). LaTeX: Bij wetenschappelijke publicaties hecht men grote waarde aan uniforme inhoudelijke opbouw en layout. De practicumverslagen voor NP1 moeten daarom opgemaakt worden met behulp van LaTeX. In oktober en november 2008 is er twee maal een introductie geweest op het gebruik van LaTeX. Je zou nu dus in staat moeten zijn om hiermee aan de slag te gaan. Het kan zijn dat je bij het schrijven van je practicumverslagen toch nog tegen problemen aanloopt in het gebruik van LaTeX. Daarom is er tweemaal een inloopspreekuur geroosterd:
Als je gebruik wilt maken van het inloopspreekuur, let dan op het volgende:
Kijk naar de paragrafen rooster en werkwijze, evenals aantal studiepunten in dit document. Eindtermen: Je wordt na afloop van het practicum geacht om een eenvoudig experiment te kunnen opzetten. Je dient de componenten in een eenvoudige opstelling te kunnen dimensioneren. De resultaten van het experimentele werk moet je kunnen vastleggen in een logboek en een verslag, waarbij een redelijke indicatie van nauwkeurigheid in de behaalde resultaten moet worden gegeven. Beoordeling: Het met goed resultaat volgen van het Natuurkunde Practicum I levert in totaal 3 EC op. Van de twee cursorische onderwerpen wordt een toets afgenomen. Over de andere twee onderwerpen wordt individueel een verslag gemaakt. Zie ook Verslaggeving en LaTeX. 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 'Inleiding Natuurkunde Practicum 1'. Het gemiddelde van de cijfers voor deze toetsen en verslagen bepaalt het eindcijfer voor NP1. Verzuim: Verzuim is niet toegestaan en inhalen is in principe niet mogelijk. (Practica, en dus ook het NP1, 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. 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. 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:
|
| Opmerkingen, dode links, fouten of onvolkomenheden s.v.p. melden aan C.L. Vlaanderen. |