Concept van het curriculum zoals het aan de opleidingscommissie is aangeboden voor OER¶

Dit is deze versie van het curriculum van het eerste jaar zoals dit aan de opleidingscommissie is voorgesteld voor de goedkeuring van de OER voor het studiejaar 2025-2026. Hier zal het eerste jaar lopen volgens het nieuwe curriculum, terwijl het tweede jaar nog volgens het bestaande curriculum loopt.

Vakoverzicht¶

Bij sommige vakken is er een verandering opgetreden in de naamgeving. Soms werd hiervoor gekozen om een betere dekking van de stof te geven. In andere gevallen werd een naam te lang of complex en is er voor een eenvoudiger naam gekozen.

Y1Q1	Y1Q2
TN11010 - Mechanica	TN11015 - Thermodynamica
TN12010 - Inleiding Analyse	TN12015 - Multivariabele Analyse
TN13010 - Inleidend practicum 1	TN13015 - Inleidend practicum 2

Y1Q3	Y1Q4
TN11020 - Elektromagnetisme	TN11025 - Golven
TN12020 - Vector- en Fourieranalyse	TN12025 - Lineaire algebra 1
TN13020 - DEF: Design	TN13025 - DEF: Engineering

Leerdoelen¶

De leerdoelen zoals deze voorlopig zijn opgesteld zijn als volgt:

TN11010 Mechanica¶

In dit vak leer je om:

De basiswetten van de klassieke mechanica en de speciale relativiteitstheorie te kennen en toe te passen.
Fysisch correct te redeneren en beoordelen op basis van de basiswetten en de gegeven situatie.
Natuurkundige probleemstellingen te visualiseren door een schets te maken die de essentie van het probleem bevat.
Kwantitatieve uitkomsten te geven op basis van de geleerde fysische kennis (=sommen maken via de systematiek van de IDEA oplossingsstrategie).
Die uitkomsten correct weer te geven (juiste eenheden, relevante nauwkeurigheid, leesbaar) en de validiteit hiervan te beargumenteren.
Modelbeschrijvingen te kunnen maken in fysisch/wiskundige termen.

TN12010 Inleiding analyse¶

Na afloop van de cursus heb je het volgende bereikt:

Je kan de geleerde definities, stellingen, formules en oplossingsstrategieën reproduceren en benoemen.
Je kan de definities plaatsen binnen een relevante wiskundige en natuurkundige context.
Je kan de geleerde stellingen uitleggen, interpreteren en toepasbaarheid bepalen.
Je kan formules afleiden, uitleggen en interpreteren.
Je kan de relevante definities, stellingen, formules en oplossingsstrategieën toepassen in concreet geformuleerde problemen.
Je kan een oplossingsstrategie bedenken door een gegeven wiskundig probleem op te breken in relevante deelproblemen.
Je kan hierbij verschillende onderwerpen combineren.
Je kan een hypothese, aanname, formule en uitkomst kritisch bekijken, controleren en beoordelen.
Je kan een methode bedenken om een nieuw probleem aan te pakken.
Je kan specifieke fysische problemen vertalen naar een wiskundig probleem dat met de behandelde stof opgelost kan worden.

TN13010 Inleidend practicum 1¶

Na het succesvol behalen van het practicumdeel van het vak ben je in staat om:

(meet)onzekerheden te identificeren, te berekenen en waar mogelijk te reduceren, en doorwerking van deze onzekerheden in het eindantwoord uit te rekenen;
data te verwerken, analyseren, visualiseren en te presenteren;

Na het succesvol deelnemen aan het projectdeel van het vak heb je stappen gemaakt om:

te denken en te werken als natuurkundige door het ontwikkelen van je kritisch denkvermogen en het vaardig toepassen van verschillende strategieën zoals numerieke simulatie, modelmatig redeneren en experimenteel onderzoek.
de beperkingen van natuurkundige modellen te herkennen, te verwoorden en hiermee om te gaan bij het interpreteren van resultaten, het uitbreiden van de modellen, opzetten van (eenvoudige) experimenten en het trekken van conclusies.
effectief samen te werken in groepsprojecten, door constructief bij te dragen aan taakverdeling, het gezamenlijk maken van inhoudelijke keuzes en het navigeren van groepsdynamiek.

TN11015 Thermodynamica¶

Bekend zijn met en begrijpen van basisbegrippen uit de fenomenologische Thermodynamica (systeem, proces, energie, enthalpie, entropie, de eerste en tweede hoofdwet)
Bekend zijn met en begrijpen van de restricties die de thermodynamica oplegt aan energie-omzettingen.
Bekend zijn met en begrijpen van relaties voor eigenschappen en het rekenen aan processen in ideale gassen
Bekend zijn met en begrijpen van relaties voor eigenschappen en het rekenen aan processen in incompressibele media
Bekend zijn met en begrijpen van het gebruik van tabellen voor het bepalen van eigenschappen en het rekenen aan processen in realistische media
Het kunnen analyseren en begrijpen van een praktisch apparaat of proces als een thermodynamisch systeem
Het op basis van de thermodynamica kwantitatief kunnen analyseren van een praktisch apparaat of proces, inclusief de daarvoor benodigde wiskundige methoden
Begrijpen welke thermodynamische parameters belangrijk zijn om een energieproces te ontwerpen en optimaliseren
Door kennis en begrip van thermodynamische wetmatigheden inzicht verkrijgen in de mogelijkheden en beperkingen voor de transitie van de klassieke naar een modernere/duurzamere energie industrie
(Ontwerpen en) uitvoeren van eenvoudige experimenten en de resultaten analyseren teneinde een compleet beeld te krijgen van een thermodynamisch probleem/proces/situatie

TN12015 Mulitvariabele analyse¶

Na afloop van de cursus heb je het volgende bereikt:

Je kan de geleerde definities, stellingen, formules en oplossingsstrategieën reproduceren en benoemen.
Je kan de definities plaatsen binnen een relevante wiskundige en natuurkundige context.
Je kan de geleerde stellingen uitleggen, interpreteren en toepasbaarheid bepalen.
Je kan formules afleiden, uitleggen en interpreteren.
Je kan de relevante definities, stellingen, formules en oplossingsstrategieën toepassen in concreet geformuleerde problemen.
Je kan een oplossingsstrategie bedenken door een gegeven wiskundig probleem op te breken in relevante deelproblemen.
Je kan hierbij verschillende onderwerpen combineren.
Je kan een hypothese, aanname, formule en uitkomst kritisch bekijken, controleren en beoordelen.
Je kan een methode bedenken om een nieuw probleem aan te pakken.
Je kan specifieke fysische problemen vertalen naar een wiskundig probleem dat met de behandelde stof opgelost kan worden.

TN13015 Inleidend practicum 2¶

Na het succesvol behalen van het vak ben je in staat om:

een gedegen natuurkundig onderzoek op te zetten
(meet)onzekerheden te identificeren, te berekenen en waar mogelijk te reduceren, en doorwerking van deze onzekerheden in het eindantwoord uit te rekenen.
veel gebruikte instrumenten en meettechnieken (oscilloscoop, multimeter, microcontrollers) te gebruiken.
data te verwerken, analyseren en visualiseren; (uitbreiden in Q2).
de bevindingen adequaat te rapporteren.

Na het succesvol behalen van het vak ben je in staat om:

Een gedegen natuurkundig onderzoek op te zetten vanuit relevante aannames en dat uit te voeren tenminste in een thermodynamische context.
Veelgebruikte instrumenten en meettechnieken (oscilloscoop, multimeter, microcontrollers, etc.) te gebruiken.
Data te verwerken, analyseren en visualiseren ter onderbouwing van (wetenschappelijke) conclusies.
De bevindingen adequaat te rapporteren met argumentaties die de conclusies ondersteunen.

TN11020 Elektromagnetisme¶

Studenten kunnen, gebaseerd op fysische wetten, kwalitatief de respons van een elektrisch of magnetische systeem bepalen
Studenten kunnen relevante grootheden afleiden voor statische elektrische en magnetische systemen gebaseerd op basale potentiaal- of veldtheorie
Studenten kunnen lineariteit en/of symmetrie toepassen voor het afleiden van relevante grootheden voor statische elektrische en magnetische systemen gebaseerd op potentiaal- of veldtheorie
Studenten kunnen relevante grootheden afleiden voor tijdsafhankelijke elektromagnetische systemen

TN12020 Vector- en fourieranalyse¶

De student:

kan krommen en oppervlakken beschijven met parametrisaties;
kan functies integreren langs krommen en over oppervlakken;
kan vectorvelden integreren langs krommen en over oppervlakken;
kan het antwoord van bovengenoemde integralen interpreteren in verschillende natuurkundige contexten;
kan de rotatie en divergentie van vectorvelden bepalen;
kent de relaties tussen gradiënt, rotatie, divergentie en Laplaciaan;
kent de integraalstellingen van Green, Stokes en Gauss, en kan deze stellingen gebruiken.
kent de algemene definitie van een Fourierreeks t.o.v. een orthogonale verzameling functies en kan voor een gegeven functie de Fourierreeks bepalen.
kan in het bijzonder de goniometrische, sinus-, cosinus- en exponentiële Fourierreeks bepalen, zowel van functies op een compact interval als van periodieke functies.
kent de stelling van Parseval en kan deze gebruiken.
kent convergentie-eigenschappen van de Fourierreeks, zoals het Gibss-effect.
kent de definitie van de Fouriertransformatie en de inverse Fouriertransformatie en de rekenregels, en kan deze toepassen.
kan de Fouriertransformatie en inverse Fouriertransformatie van functies bepalen.
kent de definitie van convolutie en de relatie met Fouriertransformatie, en kan de convolutie van twee functies bepalen.
kent de definitie van de 2D-Fouriertransformatie en zijn inverse, en kan deze bepalen.

TN13020 DEF: Design¶

Design:

de student kan de stappen van de ontwerpcyclus benoemen en kan deze toepassen om gestructureerd een natuurkundig ontwerp probleem op te lossen voor het bouwen van een opstelling of het maken van een natuurkundige simulatie
de student kan fysiek en online samenwerken voor het ontwerpen en bouwen van een opstelling of het maken van een simulatie

Engineering:

de student is bekend met simpele fabricagetechnieken (onder andere lasersnijden en 3D printen) en simulatietechnieken en kan deze toepassen om een oplossing te realiseren voor het bouwen van een opstelling of het maken van een simulatie die aan een ontwerpeis voldoet.

Fysica

De student is in staat om de natuurkunde die betrekking heeft op een gegeven (fysiek ontwerp of simulatie ontwerp) probleem op te zoeken en toe te passen in het maken van ontwerpkeuzes. De student is in staat om aan te geven welke grootheden in het onderzochte proces de belangrijkste rol spelen en kan deze vertalen naar de juiste keuzes in de parameters voor het ontwerpproces.

TN11025 Golven¶

Leren werken met de diverse golfvergelijkingen
Het afleiden van de golfvergelijkingen in specifieke situaties
Het bepalen van oplossingen van golfvergelijkingen bij diverse randvoorwaarden
Begrip krijgen van golfverschijnselen in verschillende gebieden van de natuurkunde.
De werking van lenzen en glasvezels snappen en er aan kunnen rekenen.
Toepassen van methoden uit de wiskunde op natuurkundige golfproblemen
Correct formuleren van antwoorden op fysische vraagstellingen

TN12025 Lineaire algebra 1¶

Meetkundige achtergrond

De student begrijpt de relatie tussen vectoren en meetkunde, vooral in R^2 en R^3, en hoe deze concepten generaliseren tot R^n. Tot deze meetkundige concepten behoren punt, lijn, vlak en hypervlak alsook de manieren om deze algebraïsche te beschrijven en herkennen.

Stelsels

De student kan een systeem van lineaire vergelijkingen omzetten in een matrixnotatie en begrijpt andersom dat een vectorvergelijking waarin matrix-vector producten voorkomen, een systeem van vergelijkingen voorstelt.
De student kan bovengenoemd systeem van vergelijking in algemene vorm oplossen en interpreteren. In het bijzonder houdt dat in
1. het produceren van de (rij gereduceerde) echelonvorm van een matrix en daarmee
2. de oplossingsruimte kwalitatief en kwantitatief karakteriseren; d.w.z. daar waar van toepassing de existentie, uniciteit en parametervorm van de oplossingsruimte bepalen.¬¬ In dit laatste geval moet ook de meetkundige Fundamentele begrippen
De student heeft conceptuele en formele kennis van de definities van de begrippen Lineaire combinatie, Span, lineaire (on)afhankelijkheid. De student kan bovenstaande begrippen in relatie brengen, zowel inzichtelijk als symbolisch manipulatief, met elementaire rijbewerkingen in matrices en kan nagaan of een gegeven vector in een Span ligt.

Lineaire Afbeeldingen

De student is vertrouwd met de idee dat het matrix-vector product een lineaire afbeelding betreft en dat hiermee een duaal perspectief, naast dat van de abstrahering van stelsels vergelijkingen, op de lineaire algebra wordt geworpen.
De student kan de standaardmatrix van een lineaire afbeelding opstellen en in het bijzonder die van rotaties, projecties en spiegelingen.
De student kan van een gegeven voorschrift nagaan of het een lineaire afbeelding betreft of niet.
De student kan de matrixrepresentatie van de samenstelling van lineaire afbeeldingen bekomen als het matrixproduct van de matrixrepresentatie van de samenstellende afbeeldingen. De begrippen matrix algebra, matrix operaties, inverse van een matrix en karakterisering van inverteerbare matrices behoren tot het standaard vocabularium. In het bijzonder kan de student van een gegeven matrix nagaan of deze inverteerbaar is en de inverse bepalen.
De student kent verschillende typen bijzondere matrices bij naam, kan ze herkennen en of opstellen waar nodig. Deze omvatten o.m.: eenheidsmatrix, nulmatrix, boven- en beneden driehoeksmatrix, diagonaalmatrix, (scheef-) symmetrische matrix, transformatiematrix en, waar mogelijk, de interpretatie van deze matrices als lineaire afbeeldingen.

Determinant

De student kan de determinant van een (vierkante) matrix uitrekenen en dit zowel met behulp van de Laplace rij en\of kolomontwikkeling als met de hulp van de fundamentele eigenschappen van de determinantrekening. De determinant kan geïnterpreteerd worden als oppervlakte of volume en als schalingsfactor voor een elementair volume bij toepassing van een lineaire transformatie. De student kan het reguliere/singuliere karakter van een vierkant stelsel met de determinant bepalen. Lineaire Deelruimte
De student is terdege vertrouwd met het concept lineaire deelruimte, d.w.z.
1. het nagaan van de definiërende criteria van een lineaire deelruimte bij een gegeven voorschrift van een deelverzameling,
2. kennis van de fundamentele deelruimtes gevormd door de span van een verzameling vectoren,
3. de kolom- en nulruimte van een matrix. De student kan een basis bepalen van deze belangrijke deelruimtes alsook de dimensie van een deelruimte en is vertrouwd met de dimensiestelling en de rang van een matrix.
De student kan een gegeven deelruimte schrijven als kolomruimte van een matrix en als nulruimte van een matrix.
De student kan de kernel en het beeld van een lineaire afbeelding bepalen en kent de relatie met de kolomruimte en nulruimte van de standaardmatrix die hoort bij de linaire transformatie.
De student kan de dimensiestelling toepassen op een linaire afbeelding alsook op de corresponderende matrixrespresentatie.

Diagonaliseerbaarheid

De student heeft een grondige kennis van het begrip gelijkvormige matrices, (reële) diagonalisatie en kan de eigenwaarden van een matrix berekenen m.b.v. de karakteristieke vergelijking van een matrix of door gebruik te maken van eigenschappen van een matrix, alsook de bijhorende eigenvectoren en eigenruimtes bepalen.
De student kan, indien mogelijk, een matrix diagonaliseren. Belangrijke toepassingen zoals dynamische systemen en lineair recurrente betrekkingen zijn ondersteld gekend.

Inproduct

De student kent de definities van (standaard) inwendig product, orthogonaliteit, orthogonale matrices en orthogonaal complement deelruimte en kan deze herkennen en toepassen. In het bijzonder kan de student een gegeven vector/deelruimte orthogonaal projecteren op een andere deelruimte en spiegelen t.o.v. een deelruimte.
De student kan de techniek van Gram-Schmidt toepassen om een orthogonale verzameling vectoren te construeren vanuit een verzameling onafhankelijke vectoren.
De student kan orthogonale diagonalisatie van een symmetrische matrix uitvoeren.
De student kan de matrix een orthogonale projectie opstellen en de diagonalisatie van een matrix herschrijven als een spectraaldecompositie.

Gevorderde concepten

De student kent de definitie van het complexe inproduct, de hermitisch toegevoegde en de relatie met Unitaire en Hermitische matrices.
De student kan een Hermitische matrix Unitair diagonaliseren.

TN13025 DEF: Engineering¶

Design:

de student kan voor een gegeven probleem de ontwerpcyclus inrichten, een planning van activiteiten maken en deze activiteiten uitvoeren om het probleem op te lossen
De student houdt in het ontwerpproces rekening met aspecten van duurzaamheid, specifiek mikt de student bij ontwerpen op maximale demonteerbaarheid.
De student bekend kan voor een gegeven product een elementaire Life Cycle Analysis uitvoeren.

Engineering:

de student past simpele fabricagetechnieken (onder andere lasersnijden en 3D printen) en simulatietechnieken toe om een oplossing te realiseren voor het bouwen van een opstelling of het maken van een simulatie die aan een ontwerpeis voldoet.
De student kan ontwerp-ideeen communiceren met werkplaats technici en kan gekregen feedback adequaat verwerken om een ontwerp uitvoerbaar te maken voor werkplaats technici.
de student kan voor een gegeven oplossing of ontwerp uitrekenen wat de toleranties (toegestane onzekerheid) aan onderdelen van hun ontwerp is.

Fysica:

De student is in staat om de natuurkunde die betrekking heeft op een zelf gekozen of gegeven (fysiek ontwerp of simulatie ontwerp) probleem op te zoeken en toe te passen in het maken van ontwerpkeuzes.
De student is in staat om aan te geven welke grootheden in het onderzochte proces de belangrijkste rol spelen en kan deze vertalen naar de juiste keuzes in het ontwerpproces.
De student is in staat om grove (orde grote, fermi) schattingen te maken voor gegeven problemen.