Rymdfysik med mätteknik, 7,5 hp

Innehåll

Kursen inleds med en genomgång av grundbegrepp inom plasmafysiken som laddade partiklars rörelse i elektriska och magnetiska fält, plasmadrifter och
dispersionsrelationer. Olika beskrivningar av ett plasma diskuteras såsom kinetisk beskrivning och vätskebeskrivning (bl.a. den magnetohydrodynamiska beskrivningen).

Därefter fokuserar kursen på rymdmiljön i vårt solsystem och olika mätmetoder för att studera denna. Bl.a. behandlas solen, solvinden, sol-jord-kopplingen, magnetosfärsjonosfärs-kopplingen, magnetosfärsfysik, jonosfärsfysik, norrsken, planeter, kometer, månar och rymdväder. Mättekniker för rymdburna instrument (t.ex. mätningar av vågor, fält och partiklar) såväl som markbaserade instrument (t.ex. radar, magnetometrar och optiska mätinstrument) diskuteras. Även komplikationer vid mätning och analys av rymdbaserat data diskuteras. Kursen behandlar raket- och banberäkningar och ger en översikt över centrala rymdmissioner. Den historiska utvecklingen av rymdfysik behandlas såväl som aktuella forskningsområden. Centralt för kursen är ett antal längre laborationer där studenterna med hjälp av datorer självständigt får lära sig tolka och analysera autentiskt mätdata från markbaserade och rymdburna mätinstrument. Kursen omfattar en teorimodul om 3,0 hp och en laborationsmodul om 4,5 hp.

Förväntade studieresultat

För att uppfylla målen för kunskap och förståelse ska den studerande efter genomgången kurs kunna:

• beskriva och redogöra för definitionen av ett plasma samt på ett ingående och förklarande sätt jämföra vätskebeskrivningen och den kinetiska beskrivningen av ett plasma
• ingående beskriva laddade partiklars rörelse i elektriska och magnetiska fält samt förklara konsekvenserna för den inre magnetosfären
• översiktligt beskriva de vanligaste vågorna i ett rymdplasma samt översiktligt redogöra för principerna för hur man härleder vågors dispersionsrelationer
• förklara solvindens uppkomst och egenskaper samt dess påverkan på solsystemets olika objekt
• översiktligt förklara centrala rymdplasmafysikaliska fenomen i och kring jordens magnetosfär och jonosfär inklusive sol-jord-kopplingen och magnetosfärs-jonosfärs-kopplingen
• förklara funktionen hos olika markbaserade och satellitbaserade mätinstrument samt redogöra för komplikationer vid mätning och analys av satellitdata
• översiktligt beskriva och förklara grundläggande rymdvädersfenomen samt redogöra för hur dessa kan påverka teknologisk infrastruktur och biologiska system
• översiktligt beskriva principerna bakom raketdrift och satellitbanor samt redogöra för viktiga satellitmissioner inom solsystemet, inklusive sådana i omloppsbana runt jorden
• översiktligt beskriva rymdplasmaforskningens historiska utveckling och aktuella forskningsområden.

För att uppfylla målen för färdighet och förmåga ska den studerande efter genomgången kurs kunna:

• skriva egna analysprogram i Matlab och använda färdiga rutiner för dataanalys
• självständigt, kritiskt och kreativt analysera data och identifiera, formulera och hantera komplexa frågeställningar inom rymdfysiken
• avgöra vilka dataanalysmetoder som lämpar sig för att studera fenomen i rymden
• muntligt och skriftligt diskutera sina slutsatser på engelska.

För att uppfylla målen för värdering och förhållningssätt ska den studerande efter genomgången kurs kunna:

• göra relevanta bedömningar med hänsyn till mätsystemens begränsningar och förutsättningar
• uppvisa medvetenhet om forskningsetiska aspekter.

Behörighetskrav

Univ: Tidigare högskolestudier om minst 90 högskolepoäng inklusive Elektrodynamik, 6 hp, samt Teknisk beräkningsvetenskap I, 4,5 hp, eller motsvarande. Engelska och svenska för grundläggande behörighet för högskolestudier. Krav på svenska gäller endast om utbildningen ges på svenska.

Undervisningens upplägg

Undervisningen bedrivs i form av föreläsningar och handledning vid laborationer och fördjupningsarbete. Laborationer och fördjupningsarbete är obligatoriska. Utöver schemalagda aktiviteter förutsätts även individuellt arbete med kursmaterialet.

Examination

Modul 1 (Teori):
Examinationen på kursens teorimoment sker individuellt i form av en skriftlig tentamen samt en frivillig muntlig examen för högre betyg för studenter med mer än godtagbart resultat på den skriftliga examen. På den skriftliga tentamen sätts något av betygen Underkänd (U) eller Godkänd (G). För betyget (G) krävs godtagbart resultat på skriftlig tentamen. På den muntliga frivilliga tentamen sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5). På Modul 1 ges något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5). För betyget (3) krävs betyget (G) på den skriftliga tentamen. För högre betyg än (3) på Modul 1 krävs betyget (G) på den skriftliga tentamen och minst betyget (4) på den muntliga frivilliga tentamen.

Modul 2 (Laboration):
Examinationen på kursens laborationsmoment sker individuellt genom skriftliga rapporter och muntliga redovisningar. På skriftliga rapporter och på muntliga redovisningar sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5).

På hela kursen ges något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5). Slutbetyget utgör en sammanvägning av resultaten på teorimomentet och laborationsmomentet, med vikt i proportion till storleken på kursens moduler (betyget på teorimodulen och laborationsmodulen vägs samman med förhållandet 0,4 respektive 0,6) , och det sätts först när alla moment är godkända.

Den som godkänts i ett prov får ej undergå förnyat prov för högre betyg. För studenter som missat eller inte blivit godkända på examinationen erbjuds ytterligare provtillfällen. För mer information, se Regler för betyg och examination, dnr: FS 1.1-574-22.

Examinator kan besluta om avsteg från kursplanens examinationsform. Individuell anpassning av examinationsformen ska övervägas utifrån studentens behov. Examinationsformen anpassas inom ramen för kursplanens förväntade studieresultat. Student som har behov av en anpassad examination ska senast 10 dagar innan examinationen begära anpassning hos kursansvarig institution. Examinator beslutar om anpassad examination som sedan meddelas studenten.

En student som utan godkänt resultat har genomgått två prov för en kurs eller en del av en kurs, har rätt att få en annan examinator utsedd, om inte särskilda skäl talar emot det (HF 6 kap. 22 §). Begäran om ny examinator ställs till prefekten för Institutionen för fysik. För mer information, se Regler för betyg och examination på grund- och avancerad nivå, dnr: FS 1.1.2-553-14.

Student har rätt att få prövat om tidigare utbildning eller motsvarande kunskaper och färdigheter förvärvade i yrkesverksamhet kan tillgodoräknas för motsvarande utbildning vid Umeå universitet. Ansökan om tillgodoräknande skickas in till Studentcentrum/Examina. Mer information om tillgodoräknande finns på Umeå universitets studentwebb, www.student.umu.se, och i högskoleförordningen (6 kap). Ett avslag på ansökan om tillgodoräknande kan överklagas (Högskoleförordningen 12 kap) till Överklagandenämnden för högskolan. Detta gäller såväl om hela som delar av ansökan om tillgodoräknande avslås.

Övriga föreskrifter

Kursen ersätter den tidigare kursen Rymdfysik med mätteknik 7,5 hp (5FY158) och kan inte tas med i examen tillsammans med denna.

I det fall att kursplan upphör att gälla eller genomgår större förändringar, garanteras studenter minst tre provtillfällen (inklusive ordinarie provtillfälle) enligt föreskrifterna i den kursplan som studenten ursprungligen varit kursregistrerad på under en tid av maximalt två år från det att tidigare kursplan upphört att gälla eller kursen slutat erbjudas.