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

Er kunnen geen rechten worden ontleend aan deze tekst. Studenten wordt geadviseerd de OER of de studiegids te raadplegen.

Dit is deze versie van het curriculum van het tweede jaar zoals dit voorlopig aan de opleidingscommissie is voorgesteld voor de goedkeuring van de OER voor het studiejaar 2026-2027. Hier zal het tweede jaar lopen volgens het nieuwe curriculum, terwijl het derde 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.

Y2Q1	Y2Q2
TN21010 - voortgezette mechanica	TN21015 - kwantummechanica
TN22010 - Voortgezette lineaire algebra en differentiaalvergelijkingen	TN21020 - Kansrekening en Statistische Fysica
TN23010 - Onderzoekspracticum	TN23015 - Computational science

Y2Q3	Y2Q4
TN21025 - Systemen en Signalen	TN21035 - Fysische transportverschijnselen
TN21030 - Circuits, Elektronica en Instrumentatie	TN21040 - Vaste stof fysica
TN23020 - DEF: Fysica	TN23025 Technology Management

Leerdoelen¶

De leerdoelen zoals deze voorlopig zijn opgesteld zijn als volgt:

TN21010 Voortgezette Mechanica¶

In dit vak leer je om:

De variatierekening (calculus of variations) toe te passen op natuurkundige problemen.
Het Lagrange en Hamilton formalisme te gebruiken om complexere fysische situaties in de klassieke mechanica te analyseren, dwz. de bewegingsvergelijkingen hiervoor op te stellen en op te lossen.
Symmetrie en invariantie van een situatie te vertalen naar wiskundige structuren in het Lagrange-Hamilton formalisme en omgekeerd.
Het transformeren van bewegingsvergelijking tussen verschillende waarnemers in ten opzichte van elkaar roterende en versnelde coördinaten systemen.
Het analyseren en opstellen van bewegingsvergelijkingen voor starre lichamen.
Het reduceren van complexe systemen met gekoppelde oscillatoren tot eenvoudige gekoppelde systemen en het analyseren daarvan.
Het opstellen en oplossen van de bewegingsvergelijkingen van puntmassa's in een zwaartekrachtsveld.

TN22010 Voortgezette lineaire algebra en differentiaalvergelijkingen¶

Na afronding van dit vak kan de student:

Uitvoeren en toepassen van standaardmethoden uit de lineaire algebra, waaronder rijreductie, basis- en coördinatentransformaties, en het oplossen van lineaire stelsels in reële en complexe vectorruimtes.
Analyseren en interpreteren van vectorruimtes en deelruimtes, inclusief het gebruik van begrippen als lineariteit, dimensie en onafhankelijkheid, en het onderscheiden van eindig- en oneindig-dimensionale ruimtes zoals functieruimtes.
Bepalen, toepassen en interpreteren van spectra van lineaire operatoren via eigenwaarden, eigenvectoren en diagonaliseerbaarheid, en het analyseren van speciale operatoren zoals Hermitische en unitaire operatoren.
Toepassen en analyseren van inwendig-productstructuren, inclusief het construeren van orthonormale bases en het berekenen en interpreteren van projecties en orthogonaliteit.
Herkennen, classificeren en oplossen van eerste- en hogere-orde lineaire differentiaalvergelijkingen met geschikte methoden, en het interpreteren van oplossingsstructuren en uniciteit.
Herformuleren, oplossen en analyseren van lineaire stelsels van differentiaalvergelijkingen met behulp van lineaire algebra, inclusief het gebruik van eigenwaarden, fundamentaalmatrices en de matrixexponentiële, en het classificeren van dynamisch gedrag.
Analyseren en toepassen van kwalitatieve en functionele methoden voor differentiaalvergelijkingen, waaronder fasevlak-analyse, linearisatie, machtreeksen en scheiding der variabelen (met Fourier-methoden) voor partiële differentiaalvergelijkingen, en het interpreteren van oplossingen in termen van begin- en randvoorwaarden.

TN23010 Onderzoekspracticum¶

Verwerven en kunnen uitleggen van theoretische kennis over het onderwerp

Verwerven en kunnen uitleggen van praktische kennis over de werking en mogelijkheden van de instrumentatie

Het formuleren van een onderzoeksvraag

Het ontwerpen van een meetplan van aanpak hoe de onderzoeksvraag te beantwoorden, analyse van onzekerheden

Reproduceerbaar uitvoeren van de experimenten volgens het meetplan

Data analyseren en modellen fitten aan de meetdata;

Het voeren van een kritische discussie over resultaten om te komen tot een antwoord op de onderzoeksvraag

Communiceren van het onderzoek

TN21015 Kwantummechanica¶

After completing the course, the student will be able to:

Explain how the uncertainty principle, quantum measurement, tunnelling, and zero-point energy lead to predictions that differ from classical mechanics.
Use wavefunctions, Dirac notation, and matrix notation to represent quantum states and observables; apply the mathematical requirements on admissible wavefunctions and Hermitian operators. Transform states between common bases and calculate commutators and uncertainty relations.
Given a specified quantum state and Hamiltonian, calculate probabilities of measurement outcomes, expectation values, post-measurement states, and the time evolution of the wavefunction for time-independent Hamiltonians.
Solve the time-independent Schrödinger equation for standard one-dimensional bound and scattering problems, apply boundary conditions, and determine eigenstates, eigenenergies, reflection coefficients, and transmission coefficients.
Solve central-potential problems using separation of variables and operator methods, including ladder operators, and derive and interpret the hydrogen-atom energies, quantum numbers, angular momenta, and orbital shapes.
Analyze spin and the addition of angular momenta, and calculate allowed states, expectation values, measurement probabilities, and the resulting structure of atomic energy levels.
Explain the role of exchange symmetry for identical particles, apply the Pauli exclusion principle, and relate atomic quantum numbers to electron configurations and the qualitative structure of the periodic table.

TN21020 Kansrekening en Statistische Fysica¶

Studenten kunnen:

kansmodellen formuleren en analyseren met conditionele kans, onafhankelijkheid en Bayesiaans redeneren.
kansverdelingen en transformaties van toevalsvariabelen gebruiken om kansen, verwachtingen en varianties te berekenen in één en meerdere dimensies.
schattings- en toetsingsmethoden toepassen, waaronder schatters, bias, mean-squared error, maximum likelihood, en de rol van limietstellingen begrijpen.
de connectie tussen microscopische vrijheidsgraden en macroscopische eigenschappen van systemen uitleggen.
thermodynamische eigenschappen van eenvoudige systemen zonder interactie berekenen in het micro-canoniek, canoniek en groot-canoniek ensemble.
thermodynamische eigenschappen van eenvoudige systemen zonder interactie berekenen met behulp van thermodynamische potentialen.

TN23015 Computational Science¶

You are able to:

code solutions to problems that arise in physics using numerical techniques.
interpret the results your code produces in the context of the physics problem.
identify how the implementation of your code affects the ability of the code to accurately represent the physical problem you are trying to solve.
implement the numerical techniques to illustrate concepts from quantum and statistical physics.
analyze the results of your numerical solutions to problems in quantum and statistical physics.
effectively collaborate in a small group on computational physics problem.

TN21025 Systemen en Signalen¶

The learning goals of the course on Systems and Signals are to enable that a student can:

recognize and determine basic properties of systems including linearity, time invariance, impulse response, and determine their response based on convolution.
derive Fourier series coefficients and Fourier transform of elementary signals.
describe the effect of frequency-dependent filtering of discrete and continuous-time signals and relate this to linear difference/differential equations with constant coefficients.
analyze the effect of sampling of band-limited signals and reconstruct a continuous-time signal from the discrete samples.
perform amplitude-modulation to elementary signals and derive and analyze associated reconstruction methods.
assess basic properties of systems based on the Laplace and Z-transform.

TN21030 Circuits, elektronica en instrumentatie¶

The student is able to:

perform a theoretical analysis and prediction of the response of electrical circuits constructed from passive linear element, passive nonlinear elements, and analogue active electronic elements, including transistors and op-amps
perform the theoretical analysis of the response of circuits in both the time domain using differential equations, and in the frequency domain, using Fourier methods and the concepts of complex-valued impedance networks
derive and describe common phenomena in circuits containing R, L and C components, including low and high pass filters, and resonance
perform AC analysis of basic nonlinear circuits for frequency conversion
use qualitative descriptions the semiconductor physics (bandgaps, doping, electron mobility) to explain the behaviour of diodes and field effect transistors
use the Shockley diode equation and the constant-mobility model of the field effect transistor to derive equivalent small signal models of their behaviour
apply small signal models of diodes and field effect transistors to predict the small signal response of circuits with diodes and transistors, such as mixers and common emmiter amplifiers
theoretically analyse feedback circuits based on op-amps, such as the shunt feedback amplifier
to make a theoretical analysis and prediction of the noise in electronic signal based using power spectral density and predict the noise performance and signal to noise ratio of measurements of electronic signals
apply the concept of responsivity and sensitivity to predict the performance of electronic sensors
design filters, amplifiers and measurements schemes using electronic components for the purpose of increasing the signal to noise ratio of an electrical measurement
apply the concept of wave propagation to describe the propagation of high frequency signals in circuits and transmission lines

TN23020 DEF: Fysica¶

Dit vak bouwt verder op de kennis en vaardigheden opgebouwd bij Design Engineering voor Fysici D en E en bereidt onder andere voor op het bachelor eindproject. In het vak leer je over ontwerp- en fabricagemethodes en technieken die je gaat gebruiken om een eigen meetinstrument te bouwen voor een experimenteel natuurkundig onderzoek. Je legt verslag van het ontwerpproces en presenteert je uiteindelijke ontwerp. Na het succesvol behalen van het vak ben je in staat om:

Op basis van een zelf op te stellen programma van eisen een geschikte ontwerpmethode te kiezen, in te richten en toe te passen voor het bouwen van meetinstrumenten.
Standaard gereedschappen uit een makerspace/werkplaats, zoals lasersnijders, 3D printers, soldeerbouten etc. te gebruiken.
Een technische tekening in een 3D-programma te maken waarbij je adequaat het detailniveau kan specificeren en toepassen.
Effectief samen te werken in een kleine projectgroep door elkaars werk te zien, te begrijpen en van constructieve feedback te voorzien.
Geleerde natuurkunde uit Elektronische Instrumentatie en Systemen en Signalen toe te passen.
Een gegeven probleem of vraagstuk door te rekenen op basis van adequaat gekozen simulatiesoftware
Duurzaamheidsaspecten van een ontwerp te evalueren en onderbouwd advies te geven hoe de duurzaamheid van een ontwerp verbeterd kan worden.
Meetinstrumenten te bouwen. The student is also able to:
use laboratory equipment (waveform generators, digital oscilloscopes,) to demonstrate, observe, and quantitatively analyse experimental implementations of the theoretical topics covered in the course.
build and debug electronic circuits and instrumentation in an experimental setting
interface instruments using python code to download data, configure and control instruments, and automate data acquisition
document and both qualitatively and quantitatively analyze their experimental results in lab notebooks and reports, and place their results in the context of their theoretical understanding of circuits

TN21035 Fysische transportverschijnselen¶

Het verwerven van basiskennis op het gebied van de fysische transportverschijnselen.
Het verwerven van inzicht in de rol die fysische transportverschijnselen spelen in natuur, techniek en dagelijks leven en de daaruit voortvloeiende mogelijkheden en beperkingen van technische oplossingen voor maatschappelijke problemen.
Het kunnen onderkennen en analyseren van de relevante mechanismen welke leiden tot het transport van massa, impuls en energie, en het opstellen en oplossen van de daaruit volgende balansvergelijkingen.
Het kunnen oplossen en kwantitatief uitwerken van balansvergelijkingen binnen de fysische transportverschijnselen, in relatie tot toepassingen in fysica, procestechnologie, energietechnologie, milieutechnologie en het dagelijks leven, gebruikmakend van (benaderende) theoretisch analytische en numerieke methoden.
Het kunnen beoordelen van de juistheid van gevonden en gepostuleerde oplossingen en theoretische verbanden (op basis van o.a. dimensie-analyse, orde-grootte schattingen, empirie, en gezond ingenieursverstand).

TN21040 Vaste stof fysica¶

Analyze the quantum statistics of non-interacting particles using the grand canonical ensemble
Derive the Bose-Einstein and Fermi-Dirac distributions from the grand canonical partition functions for bosons and fermions
Construct the density of states for elementary dispersion relations
Analyze the energy and heat capacity of electrons and phonons in solids using the Einstein, Debye, and Sommerfeld models
Analyze the electrical resistivity of metals using the Drude model. (learning goals still under discussion)

TN23025 Technology Management¶

Team player: Manage your role in an interdisciplinary and collaborative team, working effectively to complete tasks
Technology Impact: Critically evaluate the impact of technology on an organisation and its environment
Technology and Business Strategy: Formulate and communicate strategic recommendations for a company’s future use of technology
Effective Communication: Effectively communicate your results through a presentation and a report to a broad audience