Physics Experiments 2

Vak
2023-2024

Toegangseisen

Experimentele Natuurkunde moet succesvol zijn afgerond.

We gaan ervanuit dat je de volgende vakken succesvol hebt afgesloten (geen controle hiervan, maar de voorkennis wordt wel bekend verondersteld) : Optica, Klassieke Mechanica a, Analyse1na, Analyse2 na en Analyse3na (de natuurkundevariant) en Physics Experiments 1.

Beschrijving

De beschrijving is in het Engels:
This course builds on the knowledge about signal processing that you gained from Physics Experiments 1 and extends it towards more complex systems that involve positive and negative feedback and various sources of noise. The ultimate goal is to prepare you to independently set up a complex experiment. This will be tested during Physics Experiments 3.

During the course we will analyze various sources of noise and interference and show you how to handle them. Furthermore, we will discuss (positive and negative) feedback, Fourier and Laplace transforms and simple control theory.

To gain both the necessary theoretical background and direct practical experience this course consists of a combination of lectures, exercise classes, and practical work. Python is used in both the exercise classes and the practical work. Because of this structure, you will not only get to know a powerful theory that is applicable to many physical phenomena, but also be able to use that theory in practice.

This course treats the following subjects in a physically relevant context:

• 2D Fourier transform and Fourier optics

• Step and impulse response

• Laplace transform

• Feedback

• Noise

• OpAmp

Leerdoelen

De leerdoelen zijn in het Engels opgesteld:
After successful completion of this course you will be able to apply the following concepts in experiments involving various physical phenomena and to set up your own complex experiment.
More precisely you will be able to:

• Predict and measure transfer functions, complex impedances, Bode plots, and response functions for electronic and mechanical systems.

• Perform simple image processing using 2D Fourier transforms.

• Apply mathematical tools to signals. Those tools include convolution, modulation, the Wiener-Khinchin theorem.

• Name the basic time-domain / frequency-domain Fourier pairs.

• Describe the relation between operations in the time domain and in the frequency domain.

• Analyze linear time-invariant systems using the Laplace transform and the various Fourier transforms.

• Describe the cause, spectrum, and consequences of various sources of noise and propose solutions to reduce noise.

• Analyze the transfer function and stability of negative and positive feedback systems.

• Analyze simple electronic circuits containing an OpAmp.

Note: These course objectives will be updated.

Algemene vaardigheden

(In English:)
The following skills will be trained during this course:

• Thinking in a different domain from the time domain.

• Applying theoretical knowledge while performing experiments.

• Attaining new Python skills that you can use again in all other courses.

Rooster

Rooster
Voor gedetailleerde informatie ga naar Timetable in Brightspace

In MyTimetable (login) kun je alle vak- en opleidingsroosters vinden, waarmee jij je persoonlijke rooster kunt samenstellen. Onderwijsactiviteiten waarvoor je je via MyStudymap hebt ingeschreven, worden automatisch in je rooster getoond. Daarnaast kun je My Timetable gemakkelijk koppelen aan een agenda-app op je telefoon en worden roosterwijzigingen automatisch in je agenda doorgevoerd; bovendien ontvang je desgewenst per e-mail een notificatie van de wijziging. Je kunt notificaties aanzetten bij Instellingen, na login.

Vragen? Bekijk de video, lees de instructie of neem contact op met de ISSC helpdesk. Let op: Joint Degree studenten Leiden/Delft dienen de informatie uit de Leidse en Delftse MyTimetable's samen te voegen om een volledig rooster te zien. Deze video leg uit hoe dat werkt.

Onderwijsvorm

Practica, colleges (colleges zijn in het Nederlands)
Zie Brightspace

Toetsing en weging

Practicum, exam, assignments (all in English)

Literatuurlijst

Reader PE2 (in het Engels) zal beschikbaar worden gemaakt voor de studenten (digitaal en analoog).

Inschrijven

Met ingang van het collegejaar 2022-2023 ben je als student zelf verantwoordelijk om je tijdig, dat wil zeggen 14 of 28 dagen voor aanvang van het vak, in te schrijven. Dat kan via Mystudymap. Dit doe je twee keer per jaar: één keer voor de vakken die je wilt volgen in semester 1 en één keer voor de vakken die je wilt volgen in semester 2.

Inschrijven voor vakken in het eerste semester is mogelijk vanaf juli; inschrijven voor vakken in het tweede semester is mogelijk vanaf december. Zie voor meer informatie deze pagina (tab Wiskunde en Natuurwetenschappen)

Daarnaast is het voor alle studenten, inclusief eerstejaars bachelorstudenten, verplicht om zich in te schrijven voor tentamens én de inschrijving voor elk tentamen in My Studymap te bevestigen. Dit kan tot en met uiterlijk 10 kalenderdagen voorafgaand aan het tentamen. Zonder geldige voorinschrijving én bevestiging in My Studymap kun je niet deelnemen aan het tentamen.

Contact

Voor het tentamengedeelte van het vak: Dr.ir. B.J. Hensen
Voor het practicumgedeelte van het vak: Dr.ir. Paul Logman

geen