Nemendum eru kynntar aðferðir og grundvallarlögmál aflfræði, bylgjufræði og varmafræði til þeirrar hlítar að þeir geti beitt þeim við lausn dæma. 

Námsefni: Hugtök, einingar, tölur, víddir. Vigrar. Gangfræði. Hreyfifræði agna, tregða, kraftar og lögmál Newtons. Núningur. Vinna og orka og varðveisla orkunnar. Skriðþungi, árekstrar. Agnakerfi, massamiðja. Snúningur stjarfhlutar. Hverfiþungi og hverfitregða. Stöðufræði. Þyngd. Storka og straumefni, jafna Bernoullis. Sveiflur: Hreinar, deyfðar og þvingaðar. Bylgjur. Hljóð. Hitastig. Kjörgas. Varmi og fyrsta lögmál varmafræðinnar. Kvikfræði gasa. Óreiða og annað lögmál varmafræðinnar.

Athugið að kennslubókin fyrir námskeiðið er aðgengileg nemendum í gegnum Canvas án endurgjalds.

Gerðar eru 4 verklegar æfingar, þar sem áhersla er lögð á að kynna nemendum verklag við gagnasöfnun og gagnavinnslu. Viðfangsefnin eru einkum sótt í aflfræði, og þurfa nemendur að skila vinnubókum fyrir allar æfingarnar og einni lokaskýrslu, sem er meira í stíl vísindatímaritsgreinar.

Þetta er grunnnámskeið um stærðfræðigreiningu í einni breytistærð. Æskilegur undirbúningur er að nemendur hafi lokið námskeiðum á framhaldsskólastigi sem fjalla um algebru, rúmfræði, hornaföll, diffrun og heildun. Námskeiðið leggur grunn að skilningi á greinum á borð við náttúrufræði, verkfræði, hagfræði og tölvunarfræði. Umfjöllunarefni námskeiðsins eru meðal annars:

• Rauntölur.
• Markgildi og samfelld föll.
• Deildanleg föll, reglur um afleiður, hærri afleiður, hagnýtingar deildareiknings (útgildisverkefni, línuleg nálgun).
• Torræð föll.
• Meðalgildissetning, setningar l'Hôpitals og Taylors.
• Heildun, ákveðin heildi og reiknireglur fyrir þau, stofnföll, óeiginleg heildi.
• Undirstöðusetning stærðfræðigreiningarinnar.
• Hagnýtingar heildareiknings: Bogalengd, flatarmál, rúmmál, þungamiðjur.
• Venjulegar afleiðujöfnur: fyrsta stigs línulegar diffurjöfnur, annars stigs línulegar diffurjöfnur með fastastuðlum.
• Runur og raðir, samleitnipróf.
• Veldaraðir, Taylor-raðir.

Einingar til BS-prófs gilda aðeins fyrir annaðhvort REI201G  Stærðfræði og reiknifræði eða STÆ107G Línuleg algebra.

Fjallað er um undirstöðuatriði línulegar algebru yfir rauntölurnar.

Viðfangsefni: Línuleg jöfnuhneppi,fylkjareikningur, Gauss-Jordan aðferð.  Vigurrúm og hlutrúm þeirra.  Línulega óháð hlutmengi, grunnar og vídd.  Línulegar varpanir, myndrúm og kjarni.  Depilfargfeldið, lengd og horn.  Rúmmál í margvíðu hnitarúmi og krossfeldi í þrívíðu.  Flatneskjur, stikaframsetning og fólgin framsetning.  Hornrétt ofanvörp og einingaréttir grunnar.  Aðferð Grams og Schmidts.  Ákveður og andhverfur fylkja.  Eigingildi, eiginvigrar og hornalínugerningur.

Einingar til BS-prófs gilda aðeins fyrir annaðhvort TÖL101G Tölvunarfræði 1 eða TÖL105G Tölvunarfræði 1a.

Forritun í Python (sniðið að verkfræðilegum og raunvísindalegum útreikningum): Helstu skipanir og setningar (útreikningur, stýri-setningar, innlestur og útskrift), skilgreining og inning falla, gagnatög (tölur, fylki, strengir, rökgildi, færslur), aðgerðir og innbyggð föll, vigur- og fylkjareikningur, skráavinnsla, tölfræðileg úrvinnsla, myndvinnsla. Hlutbundin forritun: klasar, hlutir, smiðir og aðferðir. Hugtök tengd hönnun og smíði tölvukerfa: Forritunarumhverfi, vinnubrögð við forritun, gerð falla- og undirforritasafna og tilheyrandi skjölun, villuleit og prófun forrita.

Fjallað verður um tungumál stærðfræðinnar og frumatriði rökfræði og mengjafræði. Umfjöllun um rökfræði og mengjafræði er barnsleg (naive) en nógu nákvæm til að vera grundvöllur undir almenna notkun rökfræði og stærðfræði í stærðfræðinámi. Áhersla er á grunnhugtök eins og magnara, leiðingar, mengi, varpanir, eintæk og átæk. Þjálfun í að setja fram einfaldar sannanir.
Námskeiðið er kennt einu sinni í viku, 3 kennslustundir í senn. Skriflegt lokapróf verður í 12. kennsluviku. Nemendur vinna verkefni á misserinu sem gilda 30% af lokaeinkunn.

Markmið: Að kenna nemendum eiginleika, aðferðir og verklausnir í rafeindatækni og mælitækni og þjálfun í vinnubrögðum og aðferðum sem gagnast við framkvæmd mælinga í rannsóknum og gagnaöflun.

Námsefni: Farið er í ýmis undirstöðuatriði í rafeindatækni og eðlisfræði rafrása og mælitækni. Meðal annars eru skoðaðir eiginleikar jafnstraums- og riðspennurása, díóða og transistora. Farið er í virkni aðgerðamagnara og afturverkunar og rökrásir og eiginleikar stafrænna rása skoðaðir. Fjallað er um stafræna mælitækni, mögnun og síun. Alls eru gerðar 12 verklegar æfingar um eiginleika rafrása þar sem nemendur færa niðurstöður æfinga í dagbók án skýrslugerðar. Nemendur vinna verkefni í þróun örtölvustýrðra skynjararása ásamt hugbúnaði. 5 heimadæmi eru lögð fyrir á misserinu og prófað er skriflega úr efninu í lok námskeiðsins.

Markmið: Að kynna nemendum aðferðir og grundvallarlögmál rafsegulfræði og ljósfræði. Námsefni: Hleðsla og rafsvið. Lögmál Gauss. Rafmætti. Þéttar og rafsvarar. Rafstraumur, viðnám, rafrásir. Segulsvið. Lögmál Ampères og Faradays. Span. Rafsveiflur og riðstraumur. Jöfnur Maxwells. Rafsegulbylgjur. Endurkast og ljósbrot. Linsur og speglar. Bylgjuljósfræði.

Gerðar eru fjórar 4 tíma tilraunir og tvær 3ja tíma, í ljósfræði og almennri rafsegulfræði. Nemendur skila vinnubókum fyrir allar tilraunir og einni formlegri lokaskýrslu um eina 4 tíma tilraun.

Grundvallarhugtök í líkindafræði og tölfræði, stærðfræðileg undirstaða þeirra og beiting með tölfræðihugbúnaðinum R. 

• Líkindi, slembistærðir og væntigildi þeirra
• Mikilvægar líkindadreifingar
• Úrtök, lýsistærðir og úrtaksdreifing lýsistærða
• Metlar og öryggisbil
• Hugmyndafræði tilgátuprófa
• Mikilvæg tilgátupróf
• Línuleg aðhvarfsgreining

Í námskeiðinu er fengist við stærðfræðigreiningu falla af mörgum breytistærðum. Helstu hugtök sem koma vip sögu eru:

Opin mengi og lokuð. Varpanir, markgildi og samfelldni. Deildanlegar varpanir, hlutafleiður og keðjuregla. Jacobi-fylki. Stiglar og stefnuafleiður. Blandaðar hlutafleiður. Ferlar. Vigursvið og streymi. Sívalningshnit og kúluhnit. Taylor-margliður. Útgildi og flokkun stöðupunkta. Skilyrt útgildi. Fólgin föll og staðbundnar andhverfur. Ferilheildi, stofnföll. Heildun falla af tveimur breytistærðum. Óeiginleg heildi. Setning Greens. Einfaldlega samanhangandi svæði. Breytuskipti í tvöföldu heildi. Margföld heildi. Breytuskipti í margföldu heildi. Heildun á flötum. Flatarheildi vigursviðs. Setningar Stokes og Gauss.

Stærðargráðureikningur, kvarðasambönd og einingareikningar. Gerð grafa með matplotlib forritasafninu. Tvinntölur, sveiflur og Fourier-raðir. Aflfræði og tímaafleiður vigra. Hreyfing í agnar í pólhnitum. Afleiður, keðjureglan og ástandsföll. Stigsvið, vigursvið og tengls við rafsegulfræði. Setning Stokes, sundurleitnissetninging og lögmál Maxwells. Áhersla er lögð á hagnýtingar og lausnir verkefna.

Undirstöðuatriði almennrar skammtafræði og safneðlisfræði. Gerð atómsins. Atómkraftar og uppbygging efnisins. Borðalíkanið. Rafeiginleikar málma og hálfleiðara. Ljóseiginleikar hálfleiðara. Samskeyti hálfleiðara. P-N Tvistar og Schottky-tvistar. Rafsviðssmárar (FET) og nórar (BJT). CMOS. Ljóstvistar, sólarhlöð og hálfleiðaraleisar.

Markmið: Að kynna nemendum hugtök og aðferðir aflfræðigreiningar, sem beitt er í ýmsum greinum verkfræði og eðlisfræði.

Námsefni: Aflfræði Newtons, línulegar sveiflur, deyfðar og þvingaðar sveiflur. Ólínulegar sveiflur og ringl (chaos). Þyngdarsvið, þyngdarmætti og sjávarfallakraftar. Hnikareikningur, regla Hamiltons, jöfnur Lagrange og Hamiltons, alhnit og skorður. Miðlæg svið, brautir reikistjarna, stöðugleiki hringbrauta. Árekstrar massaagna í viðmiðunarkerfum vinnustofu og massamiðju. Tregðukerfi og önnur viðmiðunarkerfi hreyfingar, gervikraftar. Aflfræði stjarfra hluta, tregðufylki, höfuðásar hverfitregðu, horn Eulers, jöfnur Eulers um áhrif vægis á snúning hlutar, snúðhreyfing og stöðugleiki hennar. Tengdar sveiflur, eigintíðni og eiginhnit sveiflukerfa.

Í þessu námskeiði er fjallað um undirstöðuatriði skammtafræðinnar.

Aðdragandi skammtafræðinnar. Jafna Schrödingers, líkindatúlkun bylgjufallsins, stöðlun, skriðþungi og óvissulögmál, sístæð ástönd, einvíð skammtakerfi. Jafna Schrödingers í kúluhnitum, vetnisfrumeindin, hverfiþungi og spuni. Eins agnir og einsetulögmál Paulis. Tvístiga kerfi, útgeislun og ísog. 

Í námskeiðinu er fjallað undistöðuatriði um tvö svið stærðfræðigreiningar, tvinnfallagreiningu og afleiðujöfnur, með áherslu á hagnýtingu og útreikninga á lausnum.

Viðfangsefni: Tvinntölur og varpanir á svæðum í tvinntalnasléttunni. Föll af einni tvinnbreytistærð. Fáguð föll. Veldisvísisfallið, lograr, rætur og horn. Cauchy-setningin og Cauchy-formúlan. Samleitni í jöfnum mæli. Veldaraðir. Laurent-raðir. Leifareikningur. Hagnýtingar á tvinnfallagreiningu í straumfræði. Venjulegar afleiðujöfnur og afleiðujöfnuhneppi. Línulegar afleiðujöfnur  með fastastuðlum. Ýmsar aðferðir til að reikna út sérlausnir. Green-föll fyrir upphafsgildisverkefni. Línuleg afleiðujöfnuhneppi. Veldisvísisfylkið. Veldaraðalausnir og aðferð Frobeniusar. Laplace-ummyndun og notkun hennar við lausn á afleiðujöfnum. Leifaformúlur fyrir Fourier-myndir og andhverfar Laplace-myndir.

Python verkfæri tengd gagnaúrvinnslu og tímaraðagreiningu. Aðferð minnstu fervika, línuleg og ólínuleg aðhvarfsgreining. Fourier-ummyndanir, hraðar Fourier-ummyndanir, tíðnigreining og földun. Diffurjöfnur, m.a. Laplace jöfnur og notkun þeirra við lýsingu eðlisfræðilegra kerfa. Hlutafleiðjöfnur og jaðargildisverkni. Sértæk stærðfræðiföll og tengsla þeirra við mikilvæg eðlisfræðileg kerfi. Áhersla er lögð á hagnýtingar og lausnir verkefna.

Rafstöðufræði. Jöfnur Laplace og Poissons. Segulstöðufræði. Span. Jöfnur Maxwells. Orka rafsegulsviðs. Setning Poyntings. Rafsegulbylgjur. Sléttar bylgjur í einangrandi og leiðandi efni. Endurkast og brot bylgna. Útgeislun. Dreifing. Dofnun.

Markmið: Inngangur að eðlisfræði frum- og sameinda og ljósfræði. Námsefni: Rafeindaskipan frumeinda, lotukerfið, efnatengi og sameindir, snúnings- og titringsstig, víxlverkun ljóss og efnis, samhverfur og valreglur, skautun, geislahol og víxlmælar, litrófsgreining, ljósmögnun, leisar. Þrjár verklegar æfingar.

Markmið: Að kynna fyrir nemendum Fourier-greiningu og hlutafleiðujöfnur og hagnýtingu á þeim.

Lýsing: Fourier-raðir og þverstöðluð fallakerfi, jaðargildisverkefni fyrir venjulega afleiðuvirkja, eigingildisverkefni fyrir Sturm-Liouville-virkja, Fourier-ummyndun, bylgjujafnan, varmaleiðnijafnan og Laplace-jafnan leystar á ýmsum svæðum í einni, tveimur og þremur víddum með aðferðum úr fyrri hluta námskeiðsins, aðskilnaður breytistærða, grunnlausn, Green-föll, speglunaraðferðin.

Einingar til BS-prófs gilda aðeins fyrir annaðhvort REI201G Stærðfræði og reiknifræði eða STÆ405G Töluleg greining.

Undirstöðuhugtök um nálgun og skekkjumat. Lausn línulegra og ólínulegra jöfnuhneppa. PLU-þáttun. Margliðubrúun, splæsibrúun og aðhvarfsgreining. Töluleg nálgun afleiða og heilda. Útgiskun. Töluleg lausn upphafshafsgildisverkefna fyrir venjuleg afleiðujöfnuhneppi. Fjölskrefaaðferðir. Töluleg lausn jaðargildisverkefna fyrir venjulegar afleiðujöfnur.

Gefin er einkunn fyrir skriflegar úrlausnir á forritunarverkefnum og vegur hún 30% af heildareinkunn. Stúdent verður að hafa lágmarkseinkunn 5 bæði fyrir verkefni og lokapróf.

Markmiðið er að kynna nemendum frumatriði í eðlisfræði þéttefnis. Námsefni: Efnatengi, kristallsgerð þéttefnis, samhverfa kristallsgrinda, nykurgrind. Titringshættir kristalla, hljóðeindir, eðlisvarmi kristallsgrindar, varmaleiðni. Frjálsar rafeindir, borðalíkan þéttefnis, virkur massi. Málmar, einangrarar og hálfleiðarar.  Þrjár verklegar æfingar.

Grunnhugtök og stærðfræðilegar aðferðir í varmafræði, lögmál varmafræðinnar, varmafræðileg mætti, Maxwell vensl, jafnvægi, fasabreytingar, tölfræðileg varmafræði, kjörgas og raungas sameinda, eðlisvarmi, slembigangur og sveim, Bose og Fermi kjörgös.

Allt skriflegt efni er á ensku. Námskeiðið er kennt í 14 vikur.

Í námskeiðinu fá nemendur þjálfun í nútíma tilraunaeðlisfræði og rannsóknarvinnu. Gerðar eru 6 allviðamiklar tilraunir í tengslum við rannsóknir í eðlisfræði við Raunvísindastofnun Háskólans sem byggja á viðfangsefnum sem fjallað er um á öðru og þriðja ári í námi í eðlisfræði. Fyrirlestrar eru í nánum tengslum við þessi viðfangsefni og tilraunirnar hugsaðar til að auka skilning og færni í eðlisfræði og framkvæmd og skilningin flókinna tilrauna. Lögð er áhersla á sjálfstæð vinnubrögð í tilraunum og gagnaleit.

Fjallað verður um nanóagnir, nanóvíra og þunnar húðir. Ræktun þunnra húða þar með talið ræktunarhætti og flutningseiginleika í þunnum húðum. Greining nanóefna, ákvörðun á kristallagerð, agnastærð og formgerð yfirborðs þar sem beitt er smugsjá, kraftsjá, röntgengreiningu og rafeindasmásjám. Þróun rafeindatækni með sífelldri skölun smára, þar með talið MOSFET og finFET. Notkun kolefnis í nanótækni, graphene og kolrör. Lithography. Seguleiginleikar á nanó skala. Nanó-ljósfræði, plasmonics, metamaterials, möntull og ósýnileiki. Rafeindatækni sameinda.

Í námskeiðinu felast verkefni nemenda í því að starfa sem mentor fyrir þátttakendur á framhalds- og háskólastigi í verkefninu „Sprettur“. Mentorar sinna mikilvægu hlutverki við að styðja og hvetja aðra nemendur í námi og félagslífi. Hlutverk mentora er að skapa uppbyggjandi samband við þátttakendur, vera jákvæð fyrirmynd og taka þátt í sameiginlegum viðburðum sem skipulagðir eru innan Spretts. Mentor hlutverkið byggir á tengslamyndun og reglulegri samveru og felur í sér skuldbindingu gagnvart þeim nemendum sem mentor styður. 

Sprettur er stuðningsverkefni fyrir nemendur með erlendan bakgrunn sem óska eftir auknum stuðningi til að efla námsárangur og þátttöku í háskólasamfélaginu. Nemendur í námskeiðinu starfa sem mentorar og eru tengdir saman við þátttakendur með hliðsjón af sameiginlegum áhugasviðum. Mentorar vinna jafnframt saman í hópum og í samráði við kennara og umsjónaraðila verkefnisins. 

Nemendur geta valið að skrá sig í námskeiðið á haustönn, vorönn eða dreifa álaginu yfir báðar annir (allt skólaárið). Skipulag námskeiðsins tekur mið af þessu vali, en allar námskröfur eru þær sömu óháð annaskiptingu. Mentorar skipuleggja reglubundna samveru með þátttakendum í Spretti og verja að jafnaði þremur klukkustundum á mánuði í samveru með þátttakendum, þremur klukkustundum á mánuði í heimavinnuhópi og mæta í alls fimm málstofur.  

Nemendur skila dagbókarfærslum á Canvas og þurfa að hanna og framkvæma námsupplifun fyrir þátttakendur í Spretti. Dagbókarfærslur byggjast á lesefni og gagnrýnum hugleiðingum um mentorstarfið og eigin reynslu af þátttöku í verkefninu. Námskeiðið er kennt á íslensku og ensku. 

Að loknu námskeiði, og að uppfylltum öllum kröfum, fá nemendur 5 ECTS einingar auk formlegs vottorðs fyrir þátttöku og lok verkefnisins. 

Nemendur fylla út rafrænt umsóknareyðublað og umsjónarkennari hefur samband við umsækjendur.  

Frekari upplýsingar um verkefnið „Sprettur” má nálgast hér: www.hi.is/sprettur  

Lágmarks skráning til að námskeiðið verði kennt: 10

Almennur inngangur að nýsköpun og helstu tegundum hugverkaréttar, þar sem fjallað verður um: vörumerki og mikilvægi vörumerkjastjórnunar, hönnunarverndar og höfundarréttar, grunnatriði einkaleyfa og beitingu þeirra, viðskiptaleyndarmál og kröfur sem þarf að upfylla til þess að þekking teljist viðskiptarleyndarmál ásamt stuttri umfjöllun um leiðir til að vernda hugbúnaðarlausnir.

Í kjölfarið verður farið í heimsókn til Íslensku Hugverkastofunnar, þar sem nemendur hljóta innsýn í umsóknarferli hugverkaréttinda. Rætt verður um nýsköpunar- og tæknihagnýtingu (e. tech transfer), auk möguleika á opinberum styrkjum og tengslum við fjárfesta. Reynslusögur úr nýsköpunariðnaði verða nýttar til að veita nemendum innsýn í reynslu sprotafyrirtækja og stefnumótun á hugverkum í hugverkarétti.

Nemendur velja eina hugmynd að uppfinningu í byrjun annar, og vinna samhliða fyrirlestrum að þróun hennar. Nemendur skoða t.a.m. hvaða leiðir eru færar til að vernda uppfinninguna hugmyndarinnar og ákveða hvernig hugverkavernd er best að nota, hvernig hvaða þjónustu er hægt að nýta sér til að hraða á vexti hennar, hvernig er aðgengi að fjármögnun og setja fram langtímamarkmið.

(með fyrirvara um breytingar)

Nemandi velur í samráði við kennara verkefni í verkfræðilegri eðlisfræði, smíðar tæki, gerir mælingar, gagnaúrvinnslu og/eða les sér til um efnið eftir því sem við á. Að verkefni loknu skilar nemandi ritgerð um verkefnið og kynnir það með fyrirlestri. Miðað er við að verkefnið taki sem svarar 8 vinnuvikum. Verkefnin takmarkast ekki við að leiðbeinandi sé fastur kennari við eðlisfræðinámsbraut, þótt þar skuli ávallt vera umsjónarmaður með verkefninu.

Upplýsingar um skil á verkefni
Skil eru í maí fyrir júníbrautskráningu
Skil eru í september fyrir októberbrautskráningu
Skil eru í janúar fyrir febrúarbrautskráningu

Í upphafi misseris koma nemandi og leiðbeinandi sér upp tímalínu um skil á verkefni

Skil á fullbúnu verkefni til leiðbeinanda/umsjónarkennara er 10. maí/ september/ janúar

Skil nemanda inn á Skemmu eru í síðasta lagi 30. maí/ september/ janúar og senda þarf staðfestingu um samþykkt skil á nemvon@hi.is

Einkunn frá leiðbeinanda á að hafa borist skrifstofu í síðasta lagi 30. maí/ september/ janúar.

Nemandi velur í samráði við kennara verkefni úr fræðilegri eða verklegri eðlisfræði, smíðar tæki, gerir mælingar og/eða les sér til um efnið eftir því sem við á.  Að verkefni loknu skilar nemandi ritgerð um verkefnið og kynnir það með fyrirlestri. Miðað er við að verkefnið taki sem svarar 4 vinnuvikum. Yfirleitt geta allir kennarar námsbrautar í eðlisfræði tekið að sér umsjón með BS-verkefnum.

Námsefni: Forsendur og formgerð skammtafræðinnar. Einvíð kerfi. Hverfiþungi, spuni, tvístiga kerfi. Ögn í miðlægu mætti, vetnisatómið. Nálgunaraðferðir. Tímaóháður og tímaháður truflanareikningur. Dreififræði.

Þróun og framtíð smárása. Rafeindatækni, MOS-smárinn og CMOS. Framleiðsla smárása, ræktun hálfleiðara, oxun, íbæting hálfleiðara, sveim, jónaígræðsla, lithography, ræktun og æting þunnra húða, örörvar og örnemar.

Grundvallarhugtök atómkenningarinnar; atóm sameindir og jónir. Hlutföll í efnahvörfum. Efnafræði vatnslausna; sýru/basa- oxunar/afoxunar- og fellihvörf. Eiginleikar lofttegunda. Varmafræði; vermi, frjáls Gibbs orka, óreiða. Hraðafræði; hraði og leiðir efnahvarfa. Rafefnafræði og varmafræði rafkera. Efnajafnvægi; sýru/basa jafnvægi leysnimargfeldi og myndunarfasti girðitengja. Eðliseiginleikar lausna.

Námsmat: Sjá nánar í kaflanum um námsmat.

Markmið námskeiðsins er að gera nemendur færa um:

1. Að skilja helstu hugtök bókhalds, kostnaðarreiknings og fjárfestingarfræði.

2. Að nota aðferðir til að meta hagkvæmni verktæknilegra kosta.

3. Að gera reiknilíkan til að meta arðsemi fjárfestinga, virði fyrirtækja og verðleggja hlutabréf og skuldabréf.

Meðal námsefnis er  bókhald, kostnaðarreikningar, greining á fjárstreymi, fjárfestingarfræði, mælikvarðar á arðsemi, þar á meðal núvirði og innri vextir, og gerð  arðsemilíkana. Námskeiðinu lýkur með hópverkefnum þar sem nemendur æfa arðsemimat verkefna.

Í námskeiðinu eru kennd grunnatriði í verkefnastjórnun. Farið verður yfir grunnhugtök, umhverfi og val verkefna, áætlunargerð, eftifylgni, stjórnun verkefnateyma og lok verkefna. Nemendur fá þjálfun í gerð verkefnaáætlana og að takast á við áskoranir við framkvæmd og lok verkefna. Sérstök áhersla er á notkun verkefnastjórnunar við tækninýsköpun í skipuheildum.

Markmið:   Að kynna aflfræði samfelldra efna, vökvaaflfræði og varmaflutning og beitingu fræðanna á vandamál í eðlisfræði og jarðeðlisfræði. I. Spenna og aflögun, spennusvið, spennutensor, sveiging platna, efniseiginleikar, líkön: Fjaðrandi efni, seigt efni, plastískt efni.- II. Seigir vökvar, lagstreymi, iðustreymi, samfellujafna, jafna Navier-Stokes.- III. Varmaflutningur: Varmaleiðing, hræring vatns, varmaburður og jarðhiti. Dæmi tekin úr ýmsum greinum eðlisfræði, einkum jarðeðlisfræði.

Kennslusýn:  Til að standa sig vel í námskeiðinu þurfa nemendur að taka virkan þátt í umræðum, mæta í fyrirlestra, halda sjálf nemendafyrirlestra og skila verkefnum sem sett eru fyrir. Nemendur öðlast þekkingu í fyrirlestrunum en það er nauðsynlegt að gera verkefnin til að skilja og þjálfa notkun hugtakanna. Verkefnin eru samþættuð textanum í kennslubókinni og því er ráðlagt að gera æfingarnar þegar textinn er lesinn. Kennari munu reyna að gera hugtök og tungutak aðgengilegt, en það er ætlast til að nemendur læri sjálfstætt og spyrji spurninga ef eitthvað er óljóst eða óskýrt. Til að bæta námskeiðið og innihald þess er óskað eftir að nemendur taki þátt í kennslukönnunum, bæði miðmisseriskönnun og í lok annar.

Fjallað verður ítarlega um grundvallaratriði fyrri hluta almennrar lífefnafræði, einkum eiginleika og myndbyggingu stórsameinda.

Efni fyrirlestra: Viðfangsefni lífefnafræðinnar; millisameindahrif lífefna í vatnslausnum; amínósýrur, peptíðtengi og myndbygging próteina; svipmótun próteina og stöðugleiki; sykrur og fjölsykrur; fitur og frumuhimnur; himnuprótein; ensím og hraðafræðilegir eiginleikar ensíma og stjórn ensímvirkni; ensímhvötun og hvarfgangar ensíma; boðflutningar og helstu ferli; himnuviðtakar; samsetning kjarnsýra og myndbygging; DNA stöðugleiki. Gefin er hluteinkunn fyrir miðannarpróf sem hefur vægið 15% af heildrareinkunn.

Vinnulag
Fyrirlestrar tvisvar í viku; 2 x 40 mín.  Miðannarpróf gildir 15% af lokaeinkunn.  Ekkert verklegt.  Haldnir eru 2x 40 mín. dæmartímar vikulega.

Námsmat
Lokapróf (3 klst): 85 %
Miðannarpróf: 15 %

Kennslubók
Nelson D.L. & Cox M.M. Lehninger: Principles of Biochemistry, 8th Edition, 2021

Aukaefni:
Fyrirlestrarglærur (PowerPoint).
Ítarefni svo sem þurfa þykir.

Fyrirlestrar: Lögmál Mendels. Erfðamynstur. Kynlitningar, mannerfðafræði, umfrymiserfðir. Litningar, bygging litninga. Frumuskipting (mítósa og meiósa), lífsferlarTengsl, endurröðun og kortlagning gena í heilkjörnungum. Bakteríuerfðafræði. Kortlagning gena í heilkjörnungum, fernugreining. Arfgerð og svipgerð. Litningabreytingar. Erfðaefnið DNA. Eftirmyndun. Umritun. Próteinmyndun. Stjórn genastarfs. Erfðatækni. Erfðamengjafræði. Stökklar. Stökkbreytingar. Viðgerðir og endurröðun. Greiningartækni erfðavísinda. Tilraunalífverur.

Verklegar æfingar: I. Ávaxtaflugan Drosophila melanogaster. II. Mítósa í laukfrumum. III. Plasmíð og skerðiensím. IV.DNA mögnun. V. Grósekkir Sordaria fimicola.

Próf: Verklegt og dæmatímar 25%, skriflegt 75%. Lágmarkseinkunnar er krafist í báðum prófhlutum.

Frumulíffræðin eru fyrirlestrar (4f á viku í 14 vikur): Inngangur að frumulíffræði, bygging og þróun heilkjörnunga. Megináherslan er á heilkjörnunga. Efnafræði fruma og orkubúskapur, gerð og eiginleikar stórsameinda. Bygging og hlutverk frumuhluta sem dæmi frumuhimnu, kjarna, hvatbera, grænukorna, frumugrindar, golgíkerfis, leysikorna og oxunarkorna. Stjórnkerfi og boðleiðir innan frumu og samskipti milli fruma ásamt frumusérhæfingu og krabbameinum. Utanfrumuefni er fjallað ítarlega um og grunnatriði ónæmisfræði.

Kynning á rafrænum merkjum, eiginleikum og mælingu þeirra.
Umfjöllun um mæliskekkjur og útbreiðslu þeirra í mælikerfum
Aflgjafar og merkjagjafar.
Kynning á skynjurum sem breyta mældum stærðum í rafmerki.
Kynning á einstökum hlutum mælikerfa.
Rafmælingar með hliðrænum og stafrænum fjölmælum.
Mælingar með sveiflusjám.
Mælingar á viðnámum, spólum og þéttum með fjölmælum, sveiflusjám og mælibrúm.
Truflanir og takmörkun þeirra.
Viðnám, þéttar, spólur og aðrir íhlutir, uppbygging þeirra, litakóðar, meðferð hálfleiðara.
Rafkerfi húss og tilraunastofu, meðferð rafmagns og tækja í tilraunastofu.
Slysahætta, umgengnisreglur.
Heimadæmi og heimaverkefni.
Verklegar æfingar í tilraunastofu.
Hönnunarverkefni: Hönnun mælibúnaðar.

Námskeiðið er á haustmisseri og er þannig sett upp að vikulega eru tveir fyrirlestrar, unnar eru þrjár verklegar æfingar á misserinu og nemendur fá tvö smíðaverkefni þar sem þeir eiga að setja saman rafeindarásir og fá þær til að virka á réttan hátt. Fyrra smíðaverkefnið er mjög einfalt þar sem fólk lærir t.d. að lóða saman íhluti skv. gefinni teikningu en í seinna verkefninu fá nemendur frjálsar hendur og þurfa að hanna rás sem mælir einhverja stærð og framkvæmir aðgerðir á grundvelli mælingarinnar. Nemendur skila skýrslu um bæði verkefni og einnig myndbandi um seinna verkefnið. Auk þessa verður lagt fyrir einfalt mælingaverkefni þar sem nemendur safna mæligildum og vinna þau tölfræðilega. Hið einfalda fyrra smíðaverkefni er ætlað hverjum nemanda en seinna verkefnið mega nemendur vinna allt að fjórir saman. Algengast hefur verið að þrír nemendur vinni saman í hópi.

Helstu atriði magnara gerða úr samrásum (integrated circuits) og samanburður við rásir samsettar úr aðskildum íhlutum (discrete components). Algengar rásaeiningar sem notaðar eru í samrásamögnurum, s.s. straumspeglar, mismunapör, kaskóðumagnarar, fjölstigamagnarar og útgangsstig. Hátíðnieiginleikar magnara, afturverkun og Miller virkni. Unnið er með framangreind atriði jöfnum höndum fyrir MOS og BJT rásir. Jafnhliða kennslu yfir misserið vinna nemendur í hópum að hönnunarverkefnum þar sem beitt er fræðilegri þekkingu, hönnun og prófun rafeindarása.

Markmið: Að nemendur fræðist um framleiðsluferli í efnistækni. Að hvetja nemendur til að hugsa um möguleika Íslands til að hagnýta endurnýjanlega orku. Farið verður yfir framleiðsluferli í íslenskum framleiðslufyrirtækjum, t.d. framleiðslu kísiljárns, rafgreiningu áls, framleiðslu steinullar og fleira. Kynnt verða ýmis stærri framleiðsluferli í efnistækni, með sérstakri áherslu á þau ferli sem þykja fýsilegur kostir á Íslandi. Lögð verður áhersla á að nemendur fái yfirsýn yfir framleiðsluferlin, hráefni, orkugjafa/orkuþörf, framleiðsluaðferðir, mengun, afurðir o.fl. Einnig verður rætt um efnahagslegan bakgrunn, þ.e. kostnað, hagnað og markaðssveiflur. 1-2 stór hagnýt verkefni eru unnin samhliða fyrirlestrum allt misserið og farið er í vettvangsferðir.

Markmið námskeiðsins er að kenna grundvallaratriði efnisfræði þannig að nemandi verði fær um að skilja hegðun efna og velja réttu efnin fyrir viðfangsefni sín. Fræðilegur grundvöllur er gefinn fyrir skilningi á hegðun efnisins út frá smásæjum sjónarhóli.
Námsefni m.a.: kristalgerðir málma, kristalveilur, atómsveim, aflfræðilegir eiginleikar, bjögun og hersluaðferðir málma, brot og málmþreyta, fasalínurit, fasahvörf, forsendur tæringar og fyrirbygging hennar. Nokkrir efnisflokkar eru teknir fyrir sérstaklega, svo sem stál, ál og aðrir léttmálmar og fjallað er um framleiðslu þeirra, eiginleika og notkunarsvið. Aðrir efnisflokkar, svo sem fjölliðuefni, keramíkefni og samsett efni eru kynntir og bornir saman við málma.
Í námskeiðinu eru dæmaæfingar og verklegar tilraunir.

Markmið: Að nemendur þekki tæringu sem rafefnafræðilegt hvarf, geti lagt mat á tæringarhættu mismunandi málma við mismunandi aðstæður og kunni skil á aðferðum til tæringarmælinga og tæringarvarna. Námsefni: Tæring sem rafefnafræðilegt hvarf, áhrif spennu- og straumbreytinga. Tæringarflokkar, samhengi við málmgerðir og áhrif umhverfis. Aðferðir til tæringarmælinga; vigttap, rafefnafræðilegar aðferðir (electrochemical corrosion measurements) og viðnámsmælingar (electrical resistance). Möguleikar og takmarkanir aðferða til að mæla tæringarhraða og meta tæringarferli. Aðferðir til tæringarvarna.

Námskeiðið er kennt annað hvert ár þegar ártal endar á slétri tölu.

Markmið:

1. Að kynna helstu hugtök straumfræðinnar og koma nemendum í skilning um hvernig stærðfræði er beitt við flókin viðfangsefni og hvernig hægt er að fá nálgunarlausnir með einföldun án þess að tapa miklu í nákvæmni.

2. Að gera nemendur færa um að beita straumfræðinni til þess að reikna mótstöðu hluta og þrýstifall í pípum.

3. Að þjálfa þá í að beita mæliaðferðum í straumfræði.

4. Að beita þverfaglegri þekkingu á helstu sviðum vélaverkfræðinnar.

Námsefni m.a.: Eiginleikar kvikefna (vökva og lofttegunda). Þrýstingur og kraftasvið í kyrrstæðum vökvum, þrýstingsmælar. Rennslisfræði, samfellujafna, skriðþunga- og orkujafna. Hreyfijafna Bernoullis. Víddargreining og líkanlögmál. Tvívítt streymi, seigjulausir vökvar, jaðarlög, lag- og iðustreymi, vökvamótstaða og formviðnám. Streymi þjappanlegra vökva, hljóðhraði, Mach tala, hljóðbylgjur, lögun túðu fyrir yfirhljóðhraða. Rennsli í opnum og lokuðum farvegum. Dæmaæfingar og verklegar tilraunir.

Valnámskeið fyrir BS- og MS-nemendur í verkfræði og raunvísindum.

Markmið:
Að taka þátt í hinu alþjóðlega Formula Student verkefni með því hanna og smíða rafknúinn kappakstursbíl frá grunni með það í huga að taka þátt í alþjóðlegum keppnum háskóla. Bíllinn er af Go-Kart gerð. Kröfur sem gerðar eru til slíks farartækis eru miklar og því mun það veita nemendum víðtæka reynslu af lausnum verkfræðilegra vandamála, sem er meginmarkmið verkefnisins.

Nemendum verður skipt í teymi sem hér segir: Stoðgrind/fjöðrun, vél/drif, rafbúnaður/skynjarar, bremsur/stýring og verkefnastjórnun/hönnunarsamræming. Einn leiðsögumaður úr hópi kennara verður tengiliður hvers teymis. Teymin vinna sjálfstætt en leiðsögumaður er teymum til halds og trausts og ber ábyrgð á námsmati.

Hluti A snýst um undirbúning verkefnisins, áætlanagerð og hönnun bílsins.

Helstu aðferðir hefðbundinnar sjálfvirkrar stýritækni. Líkön ýmissa kerfa á formi yfirfærslufalla og ástandsjafna, hermun, tíma- og tíðnisvörun kerfa. Eiginleikar stýrikerfa með afturvirkni, stöðugleiki, næmni, þol gegn truflunum, skekkjustuðlar. Stöðugleikagreining, regla Routh. Greining og hönnun með rótarferlum og í tíðnirúmi, fasaflýtir, fasaseinkari, PID stýringar. Tölvustýrð kerfi, A/D og D/A breytur, vörpun á samfelldum stýringum yfir á stakrænt form. Greining og hönnun stakrænna kerfa.

Nemandi velur í samráði við kennara verkefni í verkfræðilegri eðlisfræði, smíðar tæki, gerir mælingar, gagnaúrvinnslu og/eða les sér til um efnið eftir því sem við á. Að verkefni loknu skilar nemandi ritgerð um verkefnið og kynnir það með fyrirlestri. Miðað er við að verkefnið taki sem svarar 8 vinnuvikum. Verkefnin takmarkast ekki við að leiðbeinandi sé fastur kennari við eðlisfræðinámsbraut, þótt þar skuli ávallt vera umsjónarmaður með verkefninu.

Upplýsingar um skil á verkefni
Skil eru í maí fyrir júníbrautskráningu
Skil eru í september fyrir októberbrautskráningu
Skil eru í janúar fyrir febrúarbrautskráningu

Í upphafi misseris koma nemandi og leiðbeinandi sér upp tímalínu um skil á verkefni

Skil á fullbúnu verkefni til leiðbeinanda/umsjónarkennara er 10. maí/ september/ janúar

Skil nemanda inn á Skemmu eru í síðasta lagi 30. maí/ september/ janúar og senda þarf staðfestingu um samþykkt skil á nemvon@hi.is

Einkunn frá leiðbeinanda á að hafa borist skrifstofu í síðasta lagi 30. maí/ september/ janúar.

Nemandi velur í samráði við kennara verkefni úr fræðilegri eða verklegri eðlisfræði, smíðar tæki, gerir mælingar og/eða les sér til um efnið eftir því sem við á.  Að verkefni loknu skilar nemandi ritgerð um verkefnið og kynnir það með fyrirlestri. Miðað er við að verkefnið taki sem svarar 4 vinnuvikum. Yfirleitt geta allir kennarar námsbrautar í eðlisfræði tekið að sér umsjón með BS-verkefnum.

Þróun og framtíð smárása. Rafeindatækni, MOS-smárinn og CMOS. Framleiðsla smárása, ræktun hálfleiðara, oxun, íbæting hálfleiðara, sveim, jónaígræðsla, lithography, ræktun og æting þunnra húða, örörvar og örnemar.

Þörfin á takmörkuðu afstæðiskenningunni (ljósútbreiðsla og lykiltilraunir í sögunni). Takmarkaða afstæðiskenning Einsteins, tímalenging og lengdarstytting. Rúmfræði tímarúmsins (Minkowski rúmið), Lorentzummyndunin og orsakasamhengi. Hreyfifræði, aflfræði og rafsegulfræði í takmörkuðu afstæðiskenningunni.
Stutt kynning á almennu afstæðiskenningunni.

Markmið er að kynna takmörk einnar einda kenninga um þéttefni og skoða víxlverkun einda. Námsefni: Raf- og segulsvörun í einangrandi og hálfleiðandi efni. Rafeindaflutningur, Boltzmann jafnan og slökunartímanálgun. Takmörk einnar einda kenninga. Víxlverkun og fjöleindanálgun. Skiptaverkun og seguleiginleikar þéttefnis, Heisenberg líkanið, spunabylgjur. Ofurleiðni, BCS kenningin og jafna Ginzburg-Landau.

Markmið: Að veita nemendum trausta grunnmenntun í varmafræði. Námsefni: Grunnhugtök og stærðfræðiaðferðir varmafræði. Núllta lögmálið. Vinna, varmi og fyrsta lögmál varmafræðinnar. Kjörgas, raungas, ástandsjöfnur og ástandsmyndir. Töflur og línurit yfir varmafræðilega eiginleika vatns og gufu. Óreiða og annað lögmál varmafræðinnar. Altækur hitakvarði. Óreiða og hámarksvinna. Aðgengileg orka (exergy). Varmavélar og vinnuhringir. Kælivélar og varmadælur. Legendre-umskipti og varmafræðileg mætti, Maxwell-vensl. Jafnvægisskilyrði. Fasabreytingar og Clapeyron-jafna, Joule-Thomson-útþensla. Efnablöndur og efnahvörf: Efnamætti, blöndur af kjörgösum, jafnvægisfastar fyrir efnahvörf kjörgasa, massaverkunarlögmálið, jafna van t'Hoffs. Þriðja lögmál varmafræðinnar.

Markmið: Að kynna undirstöðuatriði og aðferðir stjarneðlisfræðinnar. Áhersla er lögð á notkun eðlisfræði við líkanagerð og útskýringar á stjarnfræðilegum fyrirbærum. Námsefni m.a.: Eðli sólstjarna. Ástandsjafna, orkuframleiðsla og orkuflutningur. Geislun. Gerð og þróun sólstjarna. Hamfaraskeið í þróun þeirra: Þyngdarhrun og stjörnusprengingar. Eðlisfræði hvítra dverga, nifteindastjarna og svarthola. Þéttstæð tvístirni og röntgenstjörnur. Tifstjörnur. Vetrarbrautir af ýmsum gerðum, myndun þeirra og þróun. Virkni í kjörnum vetrarbrauta. Efnið milli stjarnanna. Segulsvið í geimnum. Geimgeislar. Valin atriði úr heimsfræði.

Kynning á ferlum og almennt um efnis- og orkujafnvægi í iðnaðarferlum. Greining á hegðun gastegunda, gas-vökvakerfa og fasajafnvægi. Massa- og orkujafnvægi í kerfum með og án efnahvarfa.

Greinagóð kynning á hvernig tölvuforrit (eins og t.d. Aspen) er notað til að herma, hanna og besta ýmis konar efnaferla í efnaiðnaði. Kennt er hvernig hægt er að velja, besta, og setja saman efnahvarfklefa, sem og búnað til að aðskilja myndefni og búnað fyrir varmaskiptin í ferlinu. Kynnt verða hugtök og lögmál til að meta hagkvæmni efnaferilins.

Námskeiðið veitir inngang að hönnun og greiningu á (líf)efnafræðilegum hvarfklefum. Það fer yfir mikilvæg hugtök í efnafræðilegri varmafræði, hraðafræði efnahvarfa og hvataðra efnahvarfa, sem gerir nemendum kleift að þróa sterka grunnþekkingu á verkfræðilegri hönnun efnahvarfa. Námskeiðið inniheldur einnig gestafyrirlestra frá sérfræðingum í iðnaði sem og nemendafyrirlestra, sem stuðlar að tengslum við raunverulegar aðstæður.

Í þessu námskeiði er farið yfir helstu helstu efnaskiptaferla frumna með áherslu á efnskipti kolvetna, fitu og próteina ásamt samþættingu þessara ferla og stjórnun þeirra. Fyrst er fjallað um efnaskipti kolvetna, þar sem sykurrof (bæði loftháð og loftfirrð), sítrónusýruhringurinn og pentósafosfatferillinn eru skoðuð ítarlega. Einnig verður farið yfir ferla eins og glúkoneógenesu, niðurbrot og nýmyndun glýkógens, og hvernig stjórnun á efnaskiptum kolvetna fer fram. Næstu viðfangsefni eru svo efnaskipti fitu, þar sem þættir eins og niðurbrot þríglýseríða, oxun og nýsmíði fitusýra eru útskýrð. Sérstök áhersla er lögð á stjórnun fituefnaskipta og stjórnun ensíma sem taka þátt í því ferli. Því næst er farið yfir efnaskipti próteina, þar sem vatnsrof próteina, niðurbrot amínósýra og þvagefnishringurinn eru rannsökuð.

Námskeiðið tekur einnig á samþættingu og stýringu efnaskiptaferla og þeirri flóknu stjórn sem fer fram í meginstjórnunarskrefum ferlanna, með tilliti til bæði innanfrumuefna og hormóna. Farið er yfir hvernig þessi ferli aðlagast mismunandi aðstæðum í átt að samvægi (e. homeostasis) og hvaða áhrif raskanir á stjórnun þeirra hefur. Að lokum verður fjallað um ljóstillífun og Calvin-hringinn. 

Námskeiðið er mjög gagnlegt fyrir þá sem vilja öðlast djúpan skilning á lífefnafræðilegum ferlum og efnaskiptum líkamans.

Vinnulag er eftirfarandi:
Fyrirlestrar í 13-14 vikur (2 x 40 mín) tvisvar sinnum í viku.

Í námskeiðinu kynnast nemendur þeim hluta lífheimsins sem er almennt ekki sjáanlegur með berum augum.  Þeir fá tækifæri til að öðlast grundvallar þekkingu á eiginleikum baktería, arkea, veira og heilkjarna örvera.  Í námskeiðinu verður m.a. annars fjallað um hvernig örverur eru undirstaða lífs á jörðinni, hlutverk þeirra í vistkerfum, hvernig sumar þeirra valda sjúkdómum eða eru mikilvægar í rannsóknum og iðnaði.  Nemendur fá innsýn í störf örverufræðinga og verklega þjálfun sem er nauðsynleg fyrir hvers kyns störf á rannsóknarstofum

Skilgreining á ýmsum hugtökum og rásaeiningum. Lögmál Kirchhoffs, möskva- og hnútapunktajöfnur. Rásir með viðnámi, fylkjareikningur. Stýrðar lindir. Thévenin- og Norton-jafngildisrásir. Aðgerðamagnarar. Merki. Rásir með viðnámi, rýmd, spani og gagnkvæmu spani. Greining í tímarúmi: Kerfisjöfnur, fyrstu og annarrar gráðu rásir. Greining í vísaplani. Reikniæfingar með PSpice og Matlab.

Almennir eiginleikar magnara, tíðnisvörun og Bode gröf. Aðgerðamagnarar og algengar gerðir rása sem byggja á þeim, mismunaháttar- og samháttarmerki, skekkjur í aðgerðamögnurum. Díóður og líkön þeirra, brotspenna og zener virkni díóða, afriðlar, klippirásir og klemmurásir með díóðum. Grunnvirkni tvískeyttra nóra (BJT) og feta (MOSFET), upprifjun úr eðlisfræði hálfleiðara, tengsl straums og spennu, stórmerkislíkön. Grunngerðir transistormagnara, smámerkisgreining, reglun DC vinnupunkts með afturvirkni, algengar magnararásir.

Námskeiðið byggir á verklegum æfingum með námskeiðinu Rafeindatækni 1. Framkvæmdar eru verklegar æfingar þar sem búnar eru til rafeindarásir, framkvæmdar mælingar og prófanir skv. verklýsingu. Skilað er skriflegum skýrslum um æfingarnar þar sem með skýrum og vönduðum hætti er gerð grein fyrir æfingunum og helstu niðurstöðum. Kennt er um virkni helsta búnaðar, íhluta og verkfæra í rafeindatækni og þjálfuð færni í notkun. Einnig er kynnt virkni helstu tækja, s.s. fjölmæla, sveiflusjár og merkjagjafa, og þjálfuð færni í notkun þeirra. Kynnt er hermun rafeindarása, s.s. með SPICE, og hermun notuð við greiningu rása.

Kerfislíffræði er þverfaglegt svið sem rannsakar líffræðileg fyrirbæri byggt á samverkandi líffræðilegum þáttum. Í kerfislíffræði er sérstök áhersla lögð á það hvernig líffræðileg kerfi breytast yfir tíma. Í þessu námskeiði munum við fjalla sérstaklega um þá þætti kerfislíffræðinnar sem snúa að heilsu og sjúkdómum manna.

Þetta námskeið mun kynna 1) notkun líkana fyrir líffræðileg ferli (bæði genastjórnunarlíkön og efnaskiptalíkön); 2) frumulíffræðileg fyrirbæri sem stuðla að samvægi (e. homeostasis), t.d. þroskun vefja og seiglu örvera og 3) greiningu á sameindamynstri sem finnast í stórum erfðagreiningargögnum, sem tengjast sjúkdómum í mönnum og geta nýst í flokkun sjúklinga og uppgötvun lífmerkja. Þannig mun námskeiðið fjalla um notkun kerfislíffræðilegra aðferða á þremur helstu stigum líffræðinnar, þ.e. á sameindum, frumum og lífverum.

Námskeiðið felur í sér lestur og túlkun vísindagreina, útfærslu reiknirita, vinnslu á rannsóknarverkefni og kynningu á vísindalegum niðurstöðum.

Fyrirlestrar munu samanstanda af bæði (1) kynningu á grunnhugtökum kerfislíffræðinnar og (2) tölvukennslu þar sem Python forritunarmálið er notað. Námskeiðið verður kennt á ensku.

Markmið: Að kenna nemendum að hanna vélbúnað sem byggir á stýritækni, rafbúnaði og aflliðum. Að tengja saman stýritækni, rafmagnsfræði og vélhlutafræði. Námsefni: Aflgjafar, drifbúnaður, færslukerfi, mælinemar, reglar og tölvustýringar. Vökvaþrýstikerfi, loftþrýstikerfi, færibönd, flutningakerfi og fiskvinnsluvélar.

Í námskeiðinu kynnast nemendur hugtökum og aðferðum við stikaframsetningu ferla s.s. Bezier-, Hermite- og NURBSferla.  Auk þess kynnast nemendur aðferðum við framsetningu þrívíðra þráð-, yfirborðs- og rúmmálslíkana.  Farið verður yfir notkun stikaframsetningar við þrívíða líkanagerð, gerð samsetningateikninga með pörunaraðferðum og samskipti mismunandi hugbúnaðslausna. 

Nemendur öðlast góða yfirsýn yfir þann hugbúnað sem býðst fyrir verkfræðilega hönnun og framleiðslu.  Auk þessa munu nemendur kynnast því nýjasta sem er að gerast á fagsviðinu, s.s. í greiningu,hermun, frumgerðasmíði og tölvustýrðri framleiðslu.  Nemendur kynnast þessu í gegnum gestafyrirlestra, heimsóknir og smáráðstefnu þar sem nemendur skrifa greinar og kynna nýjar og spennandi rannsóknaniðurstöður eða nýja tækni (út frá ritrýndum vísindagreinum).  

Samhliða fyrirlestrum beita nemendur efni námskeiðsins á opið hönnunarverkefni, smíða frumgerð, skila skýrslu og kynna verkefnið.

Markmið: Gera nemendur færa um: 1. Að skoða varmafræði í ljósi annars lögmáls varmafræðinnar. 2. Að skilja fræðilega vinnuhringi véla og hvernig hægt er að beita þeim til að reikna út afl þeirra. 3. Að skilja og meta nauðsyn loftræsikerfa. 4. Að skilja varmaefnafræði og meta og reikna varma, sem myndast við bruna. Námsefni: Vinna, varmi og umbreyting orku. Exergía og anergía. Orka, verð og gæði. Fræðilegir vinnuhringar varmavéla og kælivéla. Gufuvinnuhringir, nýting jarðvarma. Gasblöndur, rakt andrúmsloft, loftræsing og hreinlætistæki. Mollier rit. Varmaefnafræði, brennslufræði og efnahvörf, jafnvægi efnahvarfa. Ný orkukerfi. Dæmaæfingar og hönnunarverkefni.

Markmið:

1. Að kynna helstu hugtök varmaflutningsfræði og koma nemendum í skilning um hvernig varmaflutningur milli tveggja efna fer fram.

2. Að gera nemendur færa um að hanna varmaskipta.

Námsefni m.a.: Varmaleiðing, einvítt og tvívítt kerfi, stöðug og óstöðug varmaleiðni, töluleg greining tvívíddarkerfa. Ribbur og stækkaður hitaflötur. Efnisflutningur og varmaburður (convection), lag- og iðustreymi. Frjálst og þvingað streymi. Eiming og þétting. Varmageislun, lögmál Stefan-Boltzmanns og Plancks. Geislunareiginleikar efna. Formstuðull, geislaflutningur milli flata og geislunareiginleikar lofttegunda. Dæmaæfingar og hönnunarverkefni.

Valnámskeið fyrir BS- og MS-nemendur í verkfræði og raunvísindum.

Markmið:
Að taka þátt í hinu alþjóðlega Formula Student verkefni með því hanna og smíða rafknúinn kappakstursbíl frá grunni með það í huga að taka þátt í alþjóðlegum keppnum háskóla. Bíllinn er af Go-Kart gerð. Kröfur sem gerðar eru til slíks farartækis eru miklar og því mun það veita nemendum víðtæka reynslu af lausnum verkfræðilegra vandamála, sem er meginmarkmið verkefnisins.

Nemendum verður skipt í teymi sem hér segir: Stoðgrind/fjöðrun, vél/drif, rafbúnaður/skynjarar, bremsur/stýring og verkefnastjórnun/hönnunarsamræming. Einn leiðsögumaður úr hópi kennara verður tengiliður hvers teymis. Teymin vinna sjálfstætt en leiðsögumaður er teymum til halds og trausts og ber ábyrgð á námsmati.

Í hluta B fer sjálf smíði bílsins fram en sömu hópar sem unnu að áætlanagerð og hönnun starfa áfram að smíðavinnu og stjórnun verkefnisins skv. áætlun.  Einnig verður í hluta B lagt á ráðin um þátttöku í alþjóðlegri kappaksturskeppni háskóla.

Markmið: Að kynna nemendum kjarneðlisfræði og öreindafræði nútímans.

Námsefni: Innri gerð kjarnans, kjarnalíkön, geislavirkni, kjarnahvörf, víxlverkun geislunar og efnis, meðferð geislavirkra efna og áhrif geislunar á lifandi vefi, hraðlar og agnanemar. Víxlverkun og flokkun öreinda, viðtekið líkan öreindafræðinnar, sameining víxlverkana, kjarnar og öreindir í stjarneðlisfræði. Þrjár verklegar æfingar.

Nemendum eru kynntar aðferðir og grundvallarlögmál aflfræði, bylgjufræði og varmafræði til þeirrar hlítar að þeir geti beitt þeim við lausn dæma. 

Námsefni: Hugtök, einingar, tölur, víddir. Vigrar. Gangfræði. Hreyfifræði agna, tregða, kraftar og lögmál Newtons. Núningur. Vinna og orka og varðveisla orkunnar. Skriðþungi, árekstrar. Agnakerfi, massamiðja. Snúningur stjarfhlutar. Hverfiþungi og hverfitregða. Stöðufræði. Þyngd. Storka og straumefni, jafna Bernoullis. Sveiflur: Hreinar, deyfðar og þvingaðar. Bylgjur. Hljóð. Hitastig. Kjörgas. Varmi og fyrsta lögmál varmafræðinnar. Kvikfræði gasa. Óreiða og annað lögmál varmafræðinnar.

Athugið að kennslubókin fyrir námskeiðið er aðgengileg nemendum í gegnum Canvas án endurgjalds.

Gerðar eru 4 verklegar æfingar, þar sem áhersla er lögð á að kynna nemendum verklag við gagnasöfnun og gagnavinnslu. Viðfangsefnin eru einkum sótt í aflfræði, og þurfa nemendur að skila vinnubókum fyrir allar æfingarnar og einni lokaskýrslu, sem er meira í stíl vísindatímaritsgreinar.

Þetta er grunnnámskeið um stærðfræðigreiningu í einni breytistærð. Æskilegur undirbúningur er að nemendur hafi lokið námskeiðum á framhaldsskólastigi sem fjalla um algebru, rúmfræði, hornaföll, diffrun og heildun. Námskeiðið leggur grunn að skilningi á greinum á borð við náttúrufræði, verkfræði, hagfræði og tölvunarfræði. Umfjöllunarefni námskeiðsins eru meðal annars:

• Rauntölur.
• Markgildi og samfelld föll.
• Deildanleg föll, reglur um afleiður, hærri afleiður, hagnýtingar deildareiknings (útgildisverkefni, línuleg nálgun).
• Torræð föll.
• Meðalgildissetning, setningar l'Hôpitals og Taylors.
• Heildun, ákveðin heildi og reiknireglur fyrir þau, stofnföll, óeiginleg heildi.
• Undirstöðusetning stærðfræðigreiningarinnar.
• Hagnýtingar heildareiknings: Bogalengd, flatarmál, rúmmál, þungamiðjur.
• Venjulegar afleiðujöfnur: fyrsta stigs línulegar diffurjöfnur, annars stigs línulegar diffurjöfnur með fastastuðlum.
• Runur og raðir, samleitnipróf.
• Veldaraðir, Taylor-raðir.

Einingar til BS-prófs gilda aðeins fyrir annaðhvort REI201G  Stærðfræði og reiknifræði eða STÆ107G Línuleg algebra.

Fjallað er um undirstöðuatriði línulegar algebru yfir rauntölurnar.

Viðfangsefni: Línuleg jöfnuhneppi,fylkjareikningur, Gauss-Jordan aðferð.  Vigurrúm og hlutrúm þeirra.  Línulega óháð hlutmengi, grunnar og vídd.  Línulegar varpanir, myndrúm og kjarni.  Depilfargfeldið, lengd og horn.  Rúmmál í margvíðu hnitarúmi og krossfeldi í þrívíðu.  Flatneskjur, stikaframsetning og fólgin framsetning.  Hornrétt ofanvörp og einingaréttir grunnar.  Aðferð Grams og Schmidts.  Ákveður og andhverfur fylkja.  Eigingildi, eiginvigrar og hornalínugerningur.

Einingar til BS-prófs gilda aðeins fyrir annaðhvort TÖL101G Tölvunarfræði 1 eða TÖL105G Tölvunarfræði 1a.

Forritun í Python (sniðið að verkfræðilegum og raunvísindalegum útreikningum): Helstu skipanir og setningar (útreikningur, stýri-setningar, innlestur og útskrift), skilgreining og inning falla, gagnatög (tölur, fylki, strengir, rökgildi, færslur), aðgerðir og innbyggð föll, vigur- og fylkjareikningur, skráavinnsla, tölfræðileg úrvinnsla, myndvinnsla. Hlutbundin forritun: klasar, hlutir, smiðir og aðferðir. Hugtök tengd hönnun og smíði tölvukerfa: Forritunarumhverfi, vinnubrögð við forritun, gerð falla- og undirforritasafna og tilheyrandi skjölun, villuleit og prófun forrita.

Fjallað verður um tungumál stærðfræðinnar og frumatriði rökfræði og mengjafræði. Umfjöllun um rökfræði og mengjafræði er barnsleg (naive) en nógu nákvæm til að vera grundvöllur undir almenna notkun rökfræði og stærðfræði í stærðfræðinámi. Áhersla er á grunnhugtök eins og magnara, leiðingar, mengi, varpanir, eintæk og átæk. Þjálfun í að setja fram einfaldar sannanir.
Námskeiðið er kennt einu sinni í viku, 3 kennslustundir í senn. Skriflegt lokapróf verður í 12. kennsluviku. Nemendur vinna verkefni á misserinu sem gilda 30% af lokaeinkunn.

Markmið: Að kenna nemendum eiginleika, aðferðir og verklausnir í rafeindatækni og mælitækni og þjálfun í vinnubrögðum og aðferðum sem gagnast við framkvæmd mælinga í rannsóknum og gagnaöflun.

Námsefni: Farið er í ýmis undirstöðuatriði í rafeindatækni og eðlisfræði rafrása og mælitækni. Meðal annars eru skoðaðir eiginleikar jafnstraums- og riðspennurása, díóða og transistora. Farið er í virkni aðgerðamagnara og afturverkunar og rökrásir og eiginleikar stafrænna rása skoðaðir. Fjallað er um stafræna mælitækni, mögnun og síun. Alls eru gerðar 12 verklegar æfingar um eiginleika rafrása þar sem nemendur færa niðurstöður æfinga í dagbók án skýrslugerðar. Nemendur vinna verkefni í þróun örtölvustýrðra skynjararása ásamt hugbúnaði. 5 heimadæmi eru lögð fyrir á misserinu og prófað er skriflega úr efninu í lok námskeiðsins.

Markmið: Að kynna nemendum aðferðir og grundvallarlögmál rafsegulfræði og ljósfræði. Námsefni: Hleðsla og rafsvið. Lögmál Gauss. Rafmætti. Þéttar og rafsvarar. Rafstraumur, viðnám, rafrásir. Segulsvið. Lögmál Ampères og Faradays. Span. Rafsveiflur og riðstraumur. Jöfnur Maxwells. Rafsegulbylgjur. Endurkast og ljósbrot. Linsur og speglar. Bylgjuljósfræði.

Gerðar eru fjórar 4 tíma tilraunir og tvær 3ja tíma, í ljósfræði og almennri rafsegulfræði. Nemendur skila vinnubókum fyrir allar tilraunir og einni formlegri lokaskýrslu um eina 4 tíma tilraun.

Grundvallarhugtök í líkindafræði og tölfræði, stærðfræðileg undirstaða þeirra og beiting með tölfræðihugbúnaðinum R. 

• Líkindi, slembistærðir og væntigildi þeirra
• Mikilvægar líkindadreifingar
• Úrtök, lýsistærðir og úrtaksdreifing lýsistærða
• Metlar og öryggisbil
• Hugmyndafræði tilgátuprófa
• Mikilvæg tilgátupróf
• Línuleg aðhvarfsgreining

Í námskeiðinu er fengist við stærðfræðigreiningu falla af mörgum breytistærðum. Helstu hugtök sem koma vip sögu eru:

Opin mengi og lokuð. Varpanir, markgildi og samfelldni. Deildanlegar varpanir, hlutafleiður og keðjuregla. Jacobi-fylki. Stiglar og stefnuafleiður. Blandaðar hlutafleiður. Ferlar. Vigursvið og streymi. Sívalningshnit og kúluhnit. Taylor-margliður. Útgildi og flokkun stöðupunkta. Skilyrt útgildi. Fólgin föll og staðbundnar andhverfur. Ferilheildi, stofnföll. Heildun falla af tveimur breytistærðum. Óeiginleg heildi. Setning Greens. Einfaldlega samanhangandi svæði. Breytuskipti í tvöföldu heildi. Margföld heildi. Breytuskipti í margföldu heildi. Heildun á flötum. Flatarheildi vigursviðs. Setningar Stokes og Gauss.

Stærðargráðureikningur, kvarðasambönd og einingareikningar. Gerð grafa með matplotlib forritasafninu. Tvinntölur, sveiflur og Fourier-raðir. Aflfræði og tímaafleiður vigra. Hreyfing í agnar í pólhnitum. Afleiður, keðjureglan og ástandsföll. Stigsvið, vigursvið og tengls við rafsegulfræði. Setning Stokes, sundurleitnissetninging og lögmál Maxwells. Áhersla er lögð á hagnýtingar og lausnir verkefna.

Undirstöðuatriði almennrar skammtafræði og safneðlisfræði. Gerð atómsins. Atómkraftar og uppbygging efnisins. Borðalíkanið. Rafeiginleikar málma og hálfleiðara. Ljóseiginleikar hálfleiðara. Samskeyti hálfleiðara. P-N Tvistar og Schottky-tvistar. Rafsviðssmárar (FET) og nórar (BJT). CMOS. Ljóstvistar, sólarhlöð og hálfleiðaraleisar.

Markmið: Að kynna nemendum hugtök og aðferðir aflfræðigreiningar, sem beitt er í ýmsum greinum verkfræði og eðlisfræði.

Námsefni: Aflfræði Newtons, línulegar sveiflur, deyfðar og þvingaðar sveiflur. Ólínulegar sveiflur og ringl (chaos). Þyngdarsvið, þyngdarmætti og sjávarfallakraftar. Hnikareikningur, regla Hamiltons, jöfnur Lagrange og Hamiltons, alhnit og skorður. Miðlæg svið, brautir reikistjarna, stöðugleiki hringbrauta. Árekstrar massaagna í viðmiðunarkerfum vinnustofu og massamiðju. Tregðukerfi og önnur viðmiðunarkerfi hreyfingar, gervikraftar. Aflfræði stjarfra hluta, tregðufylki, höfuðásar hverfitregðu, horn Eulers, jöfnur Eulers um áhrif vægis á snúning hlutar, snúðhreyfing og stöðugleiki hennar. Tengdar sveiflur, eigintíðni og eiginhnit sveiflukerfa.

Í þessu námskeiði er fjallað um undirstöðuatriði skammtafræðinnar.

Aðdragandi skammtafræðinnar. Jafna Schrödingers, líkindatúlkun bylgjufallsins, stöðlun, skriðþungi og óvissulögmál, sístæð ástönd, einvíð skammtakerfi. Jafna Schrödingers í kúluhnitum, vetnisfrumeindin, hverfiþungi og spuni. Eins agnir og einsetulögmál Paulis. Tvístiga kerfi, útgeislun og ísog. 

Í námskeiðinu er fjallað undistöðuatriði um tvö svið stærðfræðigreiningar, tvinnfallagreiningu og afleiðujöfnur, með áherslu á hagnýtingu og útreikninga á lausnum.

Viðfangsefni: Tvinntölur og varpanir á svæðum í tvinntalnasléttunni. Föll af einni tvinnbreytistærð. Fáguð föll. Veldisvísisfallið, lograr, rætur og horn. Cauchy-setningin og Cauchy-formúlan. Samleitni í jöfnum mæli. Veldaraðir. Laurent-raðir. Leifareikningur. Hagnýtingar á tvinnfallagreiningu í straumfræði. Venjulegar afleiðujöfnur og afleiðujöfnuhneppi. Línulegar afleiðujöfnur  með fastastuðlum. Ýmsar aðferðir til að reikna út sérlausnir. Green-föll fyrir upphafsgildisverkefni. Línuleg afleiðujöfnuhneppi. Veldisvísisfylkið. Veldaraðalausnir og aðferð Frobeniusar. Laplace-ummyndun og notkun hennar við lausn á afleiðujöfnum. Leifaformúlur fyrir Fourier-myndir og andhverfar Laplace-myndir.

Python verkfæri tengd gagnaúrvinnslu og tímaraðagreiningu. Aðferð minnstu fervika, línuleg og ólínuleg aðhvarfsgreining. Fourier-ummyndanir, hraðar Fourier-ummyndanir, tíðnigreining og földun. Diffurjöfnur, m.a. Laplace jöfnur og notkun þeirra við lýsingu eðlisfræðilegra kerfa. Hlutafleiðjöfnur og jaðargildisverkni. Sértæk stærðfræðiföll og tengsla þeirra við mikilvæg eðlisfræðileg kerfi. Áhersla er lögð á hagnýtingar og lausnir verkefna.

Rafstöðufræði. Jöfnur Laplace og Poissons. Segulstöðufræði. Span. Jöfnur Maxwells. Orka rafsegulsviðs. Setning Poyntings. Rafsegulbylgjur. Sléttar bylgjur í einangrandi og leiðandi efni. Endurkast og brot bylgna. Útgeislun. Dreifing. Dofnun.

Markmið: Inngangur að eðlisfræði frum- og sameinda og ljósfræði. Námsefni: Rafeindaskipan frumeinda, lotukerfið, efnatengi og sameindir, snúnings- og titringsstig, víxlverkun ljóss og efnis, samhverfur og valreglur, skautun, geislahol og víxlmælar, litrófsgreining, ljósmögnun, leisar. Þrjár verklegar æfingar.

Markmið: Að kynna fyrir nemendum Fourier-greiningu og hlutafleiðujöfnur og hagnýtingu á þeim.

Lýsing: Fourier-raðir og þverstöðluð fallakerfi, jaðargildisverkefni fyrir venjulega afleiðuvirkja, eigingildisverkefni fyrir Sturm-Liouville-virkja, Fourier-ummyndun, bylgjujafnan, varmaleiðnijafnan og Laplace-jafnan leystar á ýmsum svæðum í einni, tveimur og þremur víddum með aðferðum úr fyrri hluta námskeiðsins, aðskilnaður breytistærða, grunnlausn, Green-föll, speglunaraðferðin.

Einingar til BS-prófs gilda aðeins fyrir annaðhvort REI201G Stærðfræði og reiknifræði eða STÆ405G Töluleg greining.

Undirstöðuhugtök um nálgun og skekkjumat. Lausn línulegra og ólínulegra jöfnuhneppa. PLU-þáttun. Margliðubrúun, splæsibrúun og aðhvarfsgreining. Töluleg nálgun afleiða og heilda. Útgiskun. Töluleg lausn upphafshafsgildisverkefna fyrir venjuleg afleiðujöfnuhneppi. Fjölskrefaaðferðir. Töluleg lausn jaðargildisverkefna fyrir venjulegar afleiðujöfnur.

Gefin er einkunn fyrir skriflegar úrlausnir á forritunarverkefnum og vegur hún 30% af heildareinkunn. Stúdent verður að hafa lágmarkseinkunn 5 bæði fyrir verkefni og lokapróf.

Markmiðið er að kynna nemendum frumatriði í eðlisfræði þéttefnis. Námsefni: Efnatengi, kristallsgerð þéttefnis, samhverfa kristallsgrinda, nykurgrind. Titringshættir kristalla, hljóðeindir, eðlisvarmi kristallsgrindar, varmaleiðni. Frjálsar rafeindir, borðalíkan þéttefnis, virkur massi. Málmar, einangrarar og hálfleiðarar.  Þrjár verklegar æfingar.

Grunnhugtök og stærðfræðilegar aðferðir í varmafræði, lögmál varmafræðinnar, varmafræðileg mætti, Maxwell vensl, jafnvægi, fasabreytingar, tölfræðileg varmafræði, kjörgas og raungas sameinda, eðlisvarmi, slembigangur og sveim, Bose og Fermi kjörgös.

Allt skriflegt efni er á ensku. Námskeiðið er kennt í 14 vikur.

Í námskeiðinu fá nemendur þjálfun í nútíma tilraunaeðlisfræði og rannsóknarvinnu. Gerðar eru 6 allviðamiklar tilraunir í tengslum við rannsóknir í eðlisfræði við Raunvísindastofnun Háskólans sem byggja á viðfangsefnum sem fjallað er um á öðru og þriðja ári í námi í eðlisfræði. Fyrirlestrar eru í nánum tengslum við þessi viðfangsefni og tilraunirnar hugsaðar til að auka skilning og færni í eðlisfræði og framkvæmd og skilningin flókinna tilrauna. Lögð er áhersla á sjálfstæð vinnubrögð í tilraunum og gagnaleit.

Fjallað verður um nanóagnir, nanóvíra og þunnar húðir. Ræktun þunnra húða þar með talið ræktunarhætti og flutningseiginleika í þunnum húðum. Greining nanóefna, ákvörðun á kristallagerð, agnastærð og formgerð yfirborðs þar sem beitt er smugsjá, kraftsjá, röntgengreiningu og rafeindasmásjám. Þróun rafeindatækni með sífelldri skölun smára, þar með talið MOSFET og finFET. Notkun kolefnis í nanótækni, graphene og kolrör. Lithography. Seguleiginleikar á nanó skala. Nanó-ljósfræði, plasmonics, metamaterials, möntull og ósýnileiki. Rafeindatækni sameinda.

Í námskeiðinu felast verkefni nemenda í því að starfa sem mentor fyrir þátttakendur á framhalds- og háskólastigi í verkefninu „Sprettur“. Mentorar sinna mikilvægu hlutverki við að styðja og hvetja aðra nemendur í námi og félagslífi. Hlutverk mentora er að skapa uppbyggjandi samband við þátttakendur, vera jákvæð fyrirmynd og taka þátt í sameiginlegum viðburðum sem skipulagðir eru innan Spretts. Mentor hlutverkið byggir á tengslamyndun og reglulegri samveru og felur í sér skuldbindingu gagnvart þeim nemendum sem mentor styður. 

Sprettur er stuðningsverkefni fyrir nemendur með erlendan bakgrunn sem óska eftir auknum stuðningi til að efla námsárangur og þátttöku í háskólasamfélaginu. Nemendur í námskeiðinu starfa sem mentorar og eru tengdir saman við þátttakendur með hliðsjón af sameiginlegum áhugasviðum. Mentorar vinna jafnframt saman í hópum og í samráði við kennara og umsjónaraðila verkefnisins. 

Nemendur geta valið að skrá sig í námskeiðið á haustönn, vorönn eða dreifa álaginu yfir báðar annir (allt skólaárið). Skipulag námskeiðsins tekur mið af þessu vali, en allar námskröfur eru þær sömu óháð annaskiptingu. Mentorar skipuleggja reglubundna samveru með þátttakendum í Spretti og verja að jafnaði þremur klukkustundum á mánuði í samveru með þátttakendum, þremur klukkustundum á mánuði í heimavinnuhópi og mæta í alls fimm málstofur.  

Nemendur skila dagbókarfærslum á Canvas og þurfa að hanna og framkvæma námsupplifun fyrir þátttakendur í Spretti. Dagbókarfærslur byggjast á lesefni og gagnrýnum hugleiðingum um mentorstarfið og eigin reynslu af þátttöku í verkefninu. Námskeiðið er kennt á íslensku og ensku. 

Að loknu námskeiði, og að uppfylltum öllum kröfum, fá nemendur 5 ECTS einingar auk formlegs vottorðs fyrir þátttöku og lok verkefnisins. 

Nemendur fylla út rafrænt umsóknareyðublað og umsjónarkennari hefur samband við umsækjendur.  

Frekari upplýsingar um verkefnið „Sprettur” má nálgast hér: www.hi.is/sprettur  

Lágmarks skráning til að námskeiðið verði kennt: 10

Almennur inngangur að nýsköpun og helstu tegundum hugverkaréttar, þar sem fjallað verður um: vörumerki og mikilvægi vörumerkjastjórnunar, hönnunarverndar og höfundarréttar, grunnatriði einkaleyfa og beitingu þeirra, viðskiptaleyndarmál og kröfur sem þarf að upfylla til þess að þekking teljist viðskiptarleyndarmál ásamt stuttri umfjöllun um leiðir til að vernda hugbúnaðarlausnir.

Í kjölfarið verður farið í heimsókn til Íslensku Hugverkastofunnar, þar sem nemendur hljóta innsýn í umsóknarferli hugverkaréttinda. Rætt verður um nýsköpunar- og tæknihagnýtingu (e. tech transfer), auk möguleika á opinberum styrkjum og tengslum við fjárfesta. Reynslusögur úr nýsköpunariðnaði verða nýttar til að veita nemendum innsýn í reynslu sprotafyrirtækja og stefnumótun á hugverkum í hugverkarétti.

Nemendur velja eina hugmynd að uppfinningu í byrjun annar, og vinna samhliða fyrirlestrum að þróun hennar. Nemendur skoða t.a.m. hvaða leiðir eru færar til að vernda uppfinninguna hugmyndarinnar og ákveða hvernig hugverkavernd er best að nota, hvernig hvaða þjónustu er hægt að nýta sér til að hraða á vexti hennar, hvernig er aðgengi að fjármögnun og setja fram langtímamarkmið.

(með fyrirvara um breytingar)

Nemandi velur í samráði við kennara verkefni í verkfræðilegri eðlisfræði, smíðar tæki, gerir mælingar, gagnaúrvinnslu og/eða les sér til um efnið eftir því sem við á. Að verkefni loknu skilar nemandi ritgerð um verkefnið og kynnir það með fyrirlestri. Miðað er við að verkefnið taki sem svarar 8 vinnuvikum. Verkefnin takmarkast ekki við að leiðbeinandi sé fastur kennari við eðlisfræðinámsbraut, þótt þar skuli ávallt vera umsjónarmaður með verkefninu.

Upplýsingar um skil á verkefni
Skil eru í maí fyrir júníbrautskráningu
Skil eru í september fyrir októberbrautskráningu
Skil eru í janúar fyrir febrúarbrautskráningu

Í upphafi misseris koma nemandi og leiðbeinandi sér upp tímalínu um skil á verkefni

Skil á fullbúnu verkefni til leiðbeinanda/umsjónarkennara er 10. maí/ september/ janúar

Skil nemanda inn á Skemmu eru í síðasta lagi 30. maí/ september/ janúar og senda þarf staðfestingu um samþykkt skil á nemvon@hi.is

Einkunn frá leiðbeinanda á að hafa borist skrifstofu í síðasta lagi 30. maí/ september/ janúar.

Nemandi velur í samráði við kennara verkefni úr fræðilegri eða verklegri eðlisfræði, smíðar tæki, gerir mælingar og/eða les sér til um efnið eftir því sem við á.  Að verkefni loknu skilar nemandi ritgerð um verkefnið og kynnir það með fyrirlestri. Miðað er við að verkefnið taki sem svarar 4 vinnuvikum. Yfirleitt geta allir kennarar námsbrautar í eðlisfræði tekið að sér umsjón með BS-verkefnum.

Námsefni: Forsendur og formgerð skammtafræðinnar. Einvíð kerfi. Hverfiþungi, spuni, tvístiga kerfi. Ögn í miðlægu mætti, vetnisatómið. Nálgunaraðferðir. Tímaóháður og tímaháður truflanareikningur. Dreififræði.

Þróun og framtíð smárása. Rafeindatækni, MOS-smárinn og CMOS. Framleiðsla smárása, ræktun hálfleiðara, oxun, íbæting hálfleiðara, sveim, jónaígræðsla, lithography, ræktun og æting þunnra húða, örörvar og örnemar.

Grundvallarhugtök atómkenningarinnar; atóm sameindir og jónir. Hlutföll í efnahvörfum. Efnafræði vatnslausna; sýru/basa- oxunar/afoxunar- og fellihvörf. Eiginleikar lofttegunda. Varmafræði; vermi, frjáls Gibbs orka, óreiða. Hraðafræði; hraði og leiðir efnahvarfa. Rafefnafræði og varmafræði rafkera. Efnajafnvægi; sýru/basa jafnvægi leysnimargfeldi og myndunarfasti girðitengja. Eðliseiginleikar lausna.

Námsmat: Sjá nánar í kaflanum um námsmat.

Markmið námskeiðsins er að gera nemendur færa um:

1. Að skilja helstu hugtök bókhalds, kostnaðarreiknings og fjárfestingarfræði.

2. Að nota aðferðir til að meta hagkvæmni verktæknilegra kosta.

3. Að gera reiknilíkan til að meta arðsemi fjárfestinga, virði fyrirtækja og verðleggja hlutabréf og skuldabréf.

Meðal námsefnis er  bókhald, kostnaðarreikningar, greining á fjárstreymi, fjárfestingarfræði, mælikvarðar á arðsemi, þar á meðal núvirði og innri vextir, og gerð  arðsemilíkana. Námskeiðinu lýkur með hópverkefnum þar sem nemendur æfa arðsemimat verkefna.

Í námskeiðinu eru kennd grunnatriði í verkefnastjórnun. Farið verður yfir grunnhugtök, umhverfi og val verkefna, áætlunargerð, eftifylgni, stjórnun verkefnateyma og lok verkefna. Nemendur fá þjálfun í gerð verkefnaáætlana og að takast á við áskoranir við framkvæmd og lok verkefna. Sérstök áhersla er á notkun verkefnastjórnunar við tækninýsköpun í skipuheildum.

Markmið:   Að kynna aflfræði samfelldra efna, vökvaaflfræði og varmaflutning og beitingu fræðanna á vandamál í eðlisfræði og jarðeðlisfræði. I. Spenna og aflögun, spennusvið, spennutensor, sveiging platna, efniseiginleikar, líkön: Fjaðrandi efni, seigt efni, plastískt efni.- II. Seigir vökvar, lagstreymi, iðustreymi, samfellujafna, jafna Navier-Stokes.- III. Varmaflutningur: Varmaleiðing, hræring vatns, varmaburður og jarðhiti. Dæmi tekin úr ýmsum greinum eðlisfræði, einkum jarðeðlisfræði.

Kennslusýn:  Til að standa sig vel í námskeiðinu þurfa nemendur að taka virkan þátt í umræðum, mæta í fyrirlestra, halda sjálf nemendafyrirlestra og skila verkefnum sem sett eru fyrir. Nemendur öðlast þekkingu í fyrirlestrunum en það er nauðsynlegt að gera verkefnin til að skilja og þjálfa notkun hugtakanna. Verkefnin eru samþættuð textanum í kennslubókinni og því er ráðlagt að gera æfingarnar þegar textinn er lesinn. Kennari munu reyna að gera hugtök og tungutak aðgengilegt, en það er ætlast til að nemendur læri sjálfstætt og spyrji spurninga ef eitthvað er óljóst eða óskýrt. Til að bæta námskeiðið og innihald þess er óskað eftir að nemendur taki þátt í kennslukönnunum, bæði miðmisseriskönnun og í lok annar.

Fjallað verður ítarlega um grundvallaratriði fyrri hluta almennrar lífefnafræði, einkum eiginleika og myndbyggingu stórsameinda.

Efni fyrirlestra: Viðfangsefni lífefnafræðinnar; millisameindahrif lífefna í vatnslausnum; amínósýrur, peptíðtengi og myndbygging próteina; svipmótun próteina og stöðugleiki; sykrur og fjölsykrur; fitur og frumuhimnur; himnuprótein; ensím og hraðafræðilegir eiginleikar ensíma og stjórn ensímvirkni; ensímhvötun og hvarfgangar ensíma; boðflutningar og helstu ferli; himnuviðtakar; samsetning kjarnsýra og myndbygging; DNA stöðugleiki. Gefin er hluteinkunn fyrir miðannarpróf sem hefur vægið 15% af heildrareinkunn.

Vinnulag
Fyrirlestrar tvisvar í viku; 2 x 40 mín.  Miðannarpróf gildir 15% af lokaeinkunn.  Ekkert verklegt.  Haldnir eru 2x 40 mín. dæmartímar vikulega.

Námsmat
Lokapróf (3 klst): 85 %
Miðannarpróf: 15 %

Kennslubók
Nelson D.L. & Cox M.M. Lehninger: Principles of Biochemistry, 8th Edition, 2021

Aukaefni:
Fyrirlestrarglærur (PowerPoint).
Ítarefni svo sem þurfa þykir.

Fyrirlestrar: Lögmál Mendels. Erfðamynstur. Kynlitningar, mannerfðafræði, umfrymiserfðir. Litningar, bygging litninga. Frumuskipting (mítósa og meiósa), lífsferlarTengsl, endurröðun og kortlagning gena í heilkjörnungum. Bakteríuerfðafræði. Kortlagning gena í heilkjörnungum, fernugreining. Arfgerð og svipgerð. Litningabreytingar. Erfðaefnið DNA. Eftirmyndun. Umritun. Próteinmyndun. Stjórn genastarfs. Erfðatækni. Erfðamengjafræði. Stökklar. Stökkbreytingar. Viðgerðir og endurröðun. Greiningartækni erfðavísinda. Tilraunalífverur.

Verklegar æfingar: I. Ávaxtaflugan Drosophila melanogaster. II. Mítósa í laukfrumum. III. Plasmíð og skerðiensím. IV.DNA mögnun. V. Grósekkir Sordaria fimicola.

Próf: Verklegt og dæmatímar 25%, skriflegt 75%. Lágmarkseinkunnar er krafist í báðum prófhlutum.

Frumulíffræðin eru fyrirlestrar (4f á viku í 14 vikur): Inngangur að frumulíffræði, bygging og þróun heilkjörnunga. Megináherslan er á heilkjörnunga. Efnafræði fruma og orkubúskapur, gerð og eiginleikar stórsameinda. Bygging og hlutverk frumuhluta sem dæmi frumuhimnu, kjarna, hvatbera, grænukorna, frumugrindar, golgíkerfis, leysikorna og oxunarkorna. Stjórnkerfi og boðleiðir innan frumu og samskipti milli fruma ásamt frumusérhæfingu og krabbameinum. Utanfrumuefni er fjallað ítarlega um og grunnatriði ónæmisfræði.

Kynning á rafrænum merkjum, eiginleikum og mælingu þeirra.
Umfjöllun um mæliskekkjur og útbreiðslu þeirra í mælikerfum
Aflgjafar og merkjagjafar.
Kynning á skynjurum sem breyta mældum stærðum í rafmerki.
Kynning á einstökum hlutum mælikerfa.
Rafmælingar með hliðrænum og stafrænum fjölmælum.
Mælingar með sveiflusjám.
Mælingar á viðnámum, spólum og þéttum með fjölmælum, sveiflusjám og mælibrúm.
Truflanir og takmörkun þeirra.
Viðnám, þéttar, spólur og aðrir íhlutir, uppbygging þeirra, litakóðar, meðferð hálfleiðara.
Rafkerfi húss og tilraunastofu, meðferð rafmagns og tækja í tilraunastofu.
Slysahætta, umgengnisreglur.
Heimadæmi og heimaverkefni.
Verklegar æfingar í tilraunastofu.
Hönnunarverkefni: Hönnun mælibúnaðar.

Námskeiðið er á haustmisseri og er þannig sett upp að vikulega eru tveir fyrirlestrar, unnar eru þrjár verklegar æfingar á misserinu og nemendur fá tvö smíðaverkefni þar sem þeir eiga að setja saman rafeindarásir og fá þær til að virka á réttan hátt. Fyrra smíðaverkefnið er mjög einfalt þar sem fólk lærir t.d. að lóða saman íhluti skv. gefinni teikningu en í seinna verkefninu fá nemendur frjálsar hendur og þurfa að hanna rás sem mælir einhverja stærð og framkvæmir aðgerðir á grundvelli mælingarinnar. Nemendur skila skýrslu um bæði verkefni og einnig myndbandi um seinna verkefnið. Auk þessa verður lagt fyrir einfalt mælingaverkefni þar sem nemendur safna mæligildum og vinna þau tölfræðilega. Hið einfalda fyrra smíðaverkefni er ætlað hverjum nemanda en seinna verkefnið mega nemendur vinna allt að fjórir saman. Algengast hefur verið að þrír nemendur vinni saman í hópi.

Helstu atriði magnara gerða úr samrásum (integrated circuits) og samanburður við rásir samsettar úr aðskildum íhlutum (discrete components). Algengar rásaeiningar sem notaðar eru í samrásamögnurum, s.s. straumspeglar, mismunapör, kaskóðumagnarar, fjölstigamagnarar og útgangsstig. Hátíðnieiginleikar magnara, afturverkun og Miller virkni. Unnið er með framangreind atriði jöfnum höndum fyrir MOS og BJT rásir. Jafnhliða kennslu yfir misserið vinna nemendur í hópum að hönnunarverkefnum þar sem beitt er fræðilegri þekkingu, hönnun og prófun rafeindarása.

Markmið: Að nemendur fræðist um framleiðsluferli í efnistækni. Að hvetja nemendur til að hugsa um möguleika Íslands til að hagnýta endurnýjanlega orku. Farið verður yfir framleiðsluferli í íslenskum framleiðslufyrirtækjum, t.d. framleiðslu kísiljárns, rafgreiningu áls, framleiðslu steinullar og fleira. Kynnt verða ýmis stærri framleiðsluferli í efnistækni, með sérstakri áherslu á þau ferli sem þykja fýsilegur kostir á Íslandi. Lögð verður áhersla á að nemendur fái yfirsýn yfir framleiðsluferlin, hráefni, orkugjafa/orkuþörf, framleiðsluaðferðir, mengun, afurðir o.fl. Einnig verður rætt um efnahagslegan bakgrunn, þ.e. kostnað, hagnað og markaðssveiflur. 1-2 stór hagnýt verkefni eru unnin samhliða fyrirlestrum allt misserið og farið er í vettvangsferðir.

Markmið námskeiðsins er að kenna grundvallaratriði efnisfræði þannig að nemandi verði fær um að skilja hegðun efna og velja réttu efnin fyrir viðfangsefni sín. Fræðilegur grundvöllur er gefinn fyrir skilningi á hegðun efnisins út frá smásæjum sjónarhóli.
Námsefni m.a.: kristalgerðir málma, kristalveilur, atómsveim, aflfræðilegir eiginleikar, bjögun og hersluaðferðir málma, brot og málmþreyta, fasalínurit, fasahvörf, forsendur tæringar og fyrirbygging hennar. Nokkrir efnisflokkar eru teknir fyrir sérstaklega, svo sem stál, ál og aðrir léttmálmar og fjallað er um framleiðslu þeirra, eiginleika og notkunarsvið. Aðrir efnisflokkar, svo sem fjölliðuefni, keramíkefni og samsett efni eru kynntir og bornir saman við málma.
Í námskeiðinu eru dæmaæfingar og verklegar tilraunir.

Markmið: Að nemendur þekki tæringu sem rafefnafræðilegt hvarf, geti lagt mat á tæringarhættu mismunandi málma við mismunandi aðstæður og kunni skil á aðferðum til tæringarmælinga og tæringarvarna. Námsefni: Tæring sem rafefnafræðilegt hvarf, áhrif spennu- og straumbreytinga. Tæringarflokkar, samhengi við málmgerðir og áhrif umhverfis. Aðferðir til tæringarmælinga; vigttap, rafefnafræðilegar aðferðir (electrochemical corrosion measurements) og viðnámsmælingar (electrical resistance). Möguleikar og takmarkanir aðferða til að mæla tæringarhraða og meta tæringarferli. Aðferðir til tæringarvarna.

Námskeiðið er kennt annað hvert ár þegar ártal endar á slétri tölu.

Markmið:

1. Að kynna helstu hugtök straumfræðinnar og koma nemendum í skilning um hvernig stærðfræði er beitt við flókin viðfangsefni og hvernig hægt er að fá nálgunarlausnir með einföldun án þess að tapa miklu í nákvæmni.

2. Að gera nemendur færa um að beita straumfræðinni til þess að reikna mótstöðu hluta og þrýstifall í pípum.

3. Að þjálfa þá í að beita mæliaðferðum í straumfræði.

4. Að beita þverfaglegri þekkingu á helstu sviðum vélaverkfræðinnar.

Námsefni m.a.: Eiginleikar kvikefna (vökva og lofttegunda). Þrýstingur og kraftasvið í kyrrstæðum vökvum, þrýstingsmælar. Rennslisfræði, samfellujafna, skriðþunga- og orkujafna. Hreyfijafna Bernoullis. Víddargreining og líkanlögmál. Tvívítt streymi, seigjulausir vökvar, jaðarlög, lag- og iðustreymi, vökvamótstaða og formviðnám. Streymi þjappanlegra vökva, hljóðhraði, Mach tala, hljóðbylgjur, lögun túðu fyrir yfirhljóðhraða. Rennsli í opnum og lokuðum farvegum. Dæmaæfingar og verklegar tilraunir.

Valnámskeið fyrir BS- og MS-nemendur í verkfræði og raunvísindum.

Markmið:
Að taka þátt í hinu alþjóðlega Formula Student verkefni með því hanna og smíða rafknúinn kappakstursbíl frá grunni með það í huga að taka þátt í alþjóðlegum keppnum háskóla. Bíllinn er af Go-Kart gerð. Kröfur sem gerðar eru til slíks farartækis eru miklar og því mun það veita nemendum víðtæka reynslu af lausnum verkfræðilegra vandamála, sem er meginmarkmið verkefnisins.

Nemendum verður skipt í teymi sem hér segir: Stoðgrind/fjöðrun, vél/drif, rafbúnaður/skynjarar, bremsur/stýring og verkefnastjórnun/hönnunarsamræming. Einn leiðsögumaður úr hópi kennara verður tengiliður hvers teymis. Teymin vinna sjálfstætt en leiðsögumaður er teymum til halds og trausts og ber ábyrgð á námsmati.

Hluti A snýst um undirbúning verkefnisins, áætlanagerð og hönnun bílsins.

Helstu aðferðir hefðbundinnar sjálfvirkrar stýritækni. Líkön ýmissa kerfa á formi yfirfærslufalla og ástandsjafna, hermun, tíma- og tíðnisvörun kerfa. Eiginleikar stýrikerfa með afturvirkni, stöðugleiki, næmni, þol gegn truflunum, skekkjustuðlar. Stöðugleikagreining, regla Routh. Greining og hönnun með rótarferlum og í tíðnirúmi, fasaflýtir, fasaseinkari, PID stýringar. Tölvustýrð kerfi, A/D og D/A breytur, vörpun á samfelldum stýringum yfir á stakrænt form. Greining og hönnun stakrænna kerfa.

Nemandi velur í samráði við kennara verkefni í verkfræðilegri eðlisfræði, smíðar tæki, gerir mælingar, gagnaúrvinnslu og/eða les sér til um efnið eftir því sem við á. Að verkefni loknu skilar nemandi ritgerð um verkefnið og kynnir það með fyrirlestri. Miðað er við að verkefnið taki sem svarar 8 vinnuvikum. Verkefnin takmarkast ekki við að leiðbeinandi sé fastur kennari við eðlisfræðinámsbraut, þótt þar skuli ávallt vera umsjónarmaður með verkefninu.

Upplýsingar um skil á verkefni
Skil eru í maí fyrir júníbrautskráningu
Skil eru í september fyrir októberbrautskráningu
Skil eru í janúar fyrir febrúarbrautskráningu

Í upphafi misseris koma nemandi og leiðbeinandi sér upp tímalínu um skil á verkefni

Skil á fullbúnu verkefni til leiðbeinanda/umsjónarkennara er 10. maí/ september/ janúar

Skil nemanda inn á Skemmu eru í síðasta lagi 30. maí/ september/ janúar og senda þarf staðfestingu um samþykkt skil á nemvon@hi.is

Einkunn frá leiðbeinanda á að hafa borist skrifstofu í síðasta lagi 30. maí/ september/ janúar.

Nemandi velur í samráði við kennara verkefni úr fræðilegri eða verklegri eðlisfræði, smíðar tæki, gerir mælingar og/eða les sér til um efnið eftir því sem við á.  Að verkefni loknu skilar nemandi ritgerð um verkefnið og kynnir það með fyrirlestri. Miðað er við að verkefnið taki sem svarar 4 vinnuvikum. Yfirleitt geta allir kennarar námsbrautar í eðlisfræði tekið að sér umsjón með BS-verkefnum.

Þróun og framtíð smárása. Rafeindatækni, MOS-smárinn og CMOS. Framleiðsla smárása, ræktun hálfleiðara, oxun, íbæting hálfleiðara, sveim, jónaígræðsla, lithography, ræktun og æting þunnra húða, örörvar og örnemar.

Þörfin á takmörkuðu afstæðiskenningunni (ljósútbreiðsla og lykiltilraunir í sögunni). Takmarkaða afstæðiskenning Einsteins, tímalenging og lengdarstytting. Rúmfræði tímarúmsins (Minkowski rúmið), Lorentzummyndunin og orsakasamhengi. Hreyfifræði, aflfræði og rafsegulfræði í takmörkuðu afstæðiskenningunni.
Stutt kynning á almennu afstæðiskenningunni.

Markmið er að kynna takmörk einnar einda kenninga um þéttefni og skoða víxlverkun einda. Námsefni: Raf- og segulsvörun í einangrandi og hálfleiðandi efni. Rafeindaflutningur, Boltzmann jafnan og slökunartímanálgun. Takmörk einnar einda kenninga. Víxlverkun og fjöleindanálgun. Skiptaverkun og seguleiginleikar þéttefnis, Heisenberg líkanið, spunabylgjur. Ofurleiðni, BCS kenningin og jafna Ginzburg-Landau.

Markmið: Að veita nemendum trausta grunnmenntun í varmafræði. Námsefni: Grunnhugtök og stærðfræðiaðferðir varmafræði. Núllta lögmálið. Vinna, varmi og fyrsta lögmál varmafræðinnar. Kjörgas, raungas, ástandsjöfnur og ástandsmyndir. Töflur og línurit yfir varmafræðilega eiginleika vatns og gufu. Óreiða og annað lögmál varmafræðinnar. Altækur hitakvarði. Óreiða og hámarksvinna. Aðgengileg orka (exergy). Varmavélar og vinnuhringir. Kælivélar og varmadælur. Legendre-umskipti og varmafræðileg mætti, Maxwell-vensl. Jafnvægisskilyrði. Fasabreytingar og Clapeyron-jafna, Joule-Thomson-útþensla. Efnablöndur og efnahvörf: Efnamætti, blöndur af kjörgösum, jafnvægisfastar fyrir efnahvörf kjörgasa, massaverkunarlögmálið, jafna van t'Hoffs. Þriðja lögmál varmafræðinnar.

Markmið: Að kynna undirstöðuatriði og aðferðir stjarneðlisfræðinnar. Áhersla er lögð á notkun eðlisfræði við líkanagerð og útskýringar á stjarnfræðilegum fyrirbærum. Námsefni m.a.: Eðli sólstjarna. Ástandsjafna, orkuframleiðsla og orkuflutningur. Geislun. Gerð og þróun sólstjarna. Hamfaraskeið í þróun þeirra: Þyngdarhrun og stjörnusprengingar. Eðlisfræði hvítra dverga, nifteindastjarna og svarthola. Þéttstæð tvístirni og röntgenstjörnur. Tifstjörnur. Vetrarbrautir af ýmsum gerðum, myndun þeirra og þróun. Virkni í kjörnum vetrarbrauta. Efnið milli stjarnanna. Segulsvið í geimnum. Geimgeislar. Valin atriði úr heimsfræði.

Kynning á ferlum og almennt um efnis- og orkujafnvægi í iðnaðarferlum. Greining á hegðun gastegunda, gas-vökvakerfa og fasajafnvægi. Massa- og orkujafnvægi í kerfum með og án efnahvarfa.

Greinagóð kynning á hvernig tölvuforrit (eins og t.d. Aspen) er notað til að herma, hanna og besta ýmis konar efnaferla í efnaiðnaði. Kennt er hvernig hægt er að velja, besta, og setja saman efnahvarfklefa, sem og búnað til að aðskilja myndefni og búnað fyrir varmaskiptin í ferlinu. Kynnt verða hugtök og lögmál til að meta hagkvæmni efnaferilins.

Námskeiðið veitir inngang að hönnun og greiningu á (líf)efnafræðilegum hvarfklefum. Það fer yfir mikilvæg hugtök í efnafræðilegri varmafræði, hraðafræði efnahvarfa og hvataðra efnahvarfa, sem gerir nemendum kleift að þróa sterka grunnþekkingu á verkfræðilegri hönnun efnahvarfa. Námskeiðið inniheldur einnig gestafyrirlestra frá sérfræðingum í iðnaði sem og nemendafyrirlestra, sem stuðlar að tengslum við raunverulegar aðstæður.

Í þessu námskeiði er farið yfir helstu helstu efnaskiptaferla frumna með áherslu á efnskipti kolvetna, fitu og próteina ásamt samþættingu þessara ferla og stjórnun þeirra. Fyrst er fjallað um efnaskipti kolvetna, þar sem sykurrof (bæði loftháð og loftfirrð), sítrónusýruhringurinn og pentósafosfatferillinn eru skoðuð ítarlega. Einnig verður farið yfir ferla eins og glúkoneógenesu, niðurbrot og nýmyndun glýkógens, og hvernig stjórnun á efnaskiptum kolvetna fer fram. Næstu viðfangsefni eru svo efnaskipti fitu, þar sem þættir eins og niðurbrot þríglýseríða, oxun og nýsmíði fitusýra eru útskýrð. Sérstök áhersla er lögð á stjórnun fituefnaskipta og stjórnun ensíma sem taka þátt í því ferli. Því næst er farið yfir efnaskipti próteina, þar sem vatnsrof próteina, niðurbrot amínósýra og þvagefnishringurinn eru rannsökuð.

Námskeiðið tekur einnig á samþættingu og stýringu efnaskiptaferla og þeirri flóknu stjórn sem fer fram í meginstjórnunarskrefum ferlanna, með tilliti til bæði innanfrumuefna og hormóna. Farið er yfir hvernig þessi ferli aðlagast mismunandi aðstæðum í átt að samvægi (e. homeostasis) og hvaða áhrif raskanir á stjórnun þeirra hefur. Að lokum verður fjallað um ljóstillífun og Calvin-hringinn. 

Námskeiðið er mjög gagnlegt fyrir þá sem vilja öðlast djúpan skilning á lífefnafræðilegum ferlum og efnaskiptum líkamans.

Vinnulag er eftirfarandi:
Fyrirlestrar í 13-14 vikur (2 x 40 mín) tvisvar sinnum í viku.

Í námskeiðinu kynnast nemendur þeim hluta lífheimsins sem er almennt ekki sjáanlegur með berum augum.  Þeir fá tækifæri til að öðlast grundvallar þekkingu á eiginleikum baktería, arkea, veira og heilkjarna örvera.  Í námskeiðinu verður m.a. annars fjallað um hvernig örverur eru undirstaða lífs á jörðinni, hlutverk þeirra í vistkerfum, hvernig sumar þeirra valda sjúkdómum eða eru mikilvægar í rannsóknum og iðnaði.  Nemendur fá innsýn í störf örverufræðinga og verklega þjálfun sem er nauðsynleg fyrir hvers kyns störf á rannsóknarstofum

Skilgreining á ýmsum hugtökum og rásaeiningum. Lögmál Kirchhoffs, möskva- og hnútapunktajöfnur. Rásir með viðnámi, fylkjareikningur. Stýrðar lindir. Thévenin- og Norton-jafngildisrásir. Aðgerðamagnarar. Merki. Rásir með viðnámi, rýmd, spani og gagnkvæmu spani. Greining í tímarúmi: Kerfisjöfnur, fyrstu og annarrar gráðu rásir. Greining í vísaplani. Reikniæfingar með PSpice og Matlab.

Almennir eiginleikar magnara, tíðnisvörun og Bode gröf. Aðgerðamagnarar og algengar gerðir rása sem byggja á þeim, mismunaháttar- og samháttarmerki, skekkjur í aðgerðamögnurum. Díóður og líkön þeirra, brotspenna og zener virkni díóða, afriðlar, klippirásir og klemmurásir með díóðum. Grunnvirkni tvískeyttra nóra (BJT) og feta (MOSFET), upprifjun úr eðlisfræði hálfleiðara, tengsl straums og spennu, stórmerkislíkön. Grunngerðir transistormagnara, smámerkisgreining, reglun DC vinnupunkts með afturvirkni, algengar magnararásir.

Námskeiðið byggir á verklegum æfingum með námskeiðinu Rafeindatækni 1. Framkvæmdar eru verklegar æfingar þar sem búnar eru til rafeindarásir, framkvæmdar mælingar og prófanir skv. verklýsingu. Skilað er skriflegum skýrslum um æfingarnar þar sem með skýrum og vönduðum hætti er gerð grein fyrir æfingunum og helstu niðurstöðum. Kennt er um virkni helsta búnaðar, íhluta og verkfæra í rafeindatækni og þjálfuð færni í notkun. Einnig er kynnt virkni helstu tækja, s.s. fjölmæla, sveiflusjár og merkjagjafa, og þjálfuð færni í notkun þeirra. Kynnt er hermun rafeindarása, s.s. með SPICE, og hermun notuð við greiningu rása.

Kerfislíffræði er þverfaglegt svið sem rannsakar líffræðileg fyrirbæri byggt á samverkandi líffræðilegum þáttum. Í kerfislíffræði er sérstök áhersla lögð á það hvernig líffræðileg kerfi breytast yfir tíma. Í þessu námskeiði munum við fjalla sérstaklega um þá þætti kerfislíffræðinnar sem snúa að heilsu og sjúkdómum manna.

Þetta námskeið mun kynna 1) notkun líkana fyrir líffræðileg ferli (bæði genastjórnunarlíkön og efnaskiptalíkön); 2) frumulíffræðileg fyrirbæri sem stuðla að samvægi (e. homeostasis), t.d. þroskun vefja og seiglu örvera og 3) greiningu á sameindamynstri sem finnast í stórum erfðagreiningargögnum, sem tengjast sjúkdómum í mönnum og geta nýst í flokkun sjúklinga og uppgötvun lífmerkja. Þannig mun námskeiðið fjalla um notkun kerfislíffræðilegra aðferða á þremur helstu stigum líffræðinnar, þ.e. á sameindum, frumum og lífverum.

Námskeiðið felur í sér lestur og túlkun vísindagreina, útfærslu reiknirita, vinnslu á rannsóknarverkefni og kynningu á vísindalegum niðurstöðum.

Fyrirlestrar munu samanstanda af bæði (1) kynningu á grunnhugtökum kerfislíffræðinnar og (2) tölvukennslu þar sem Python forritunarmálið er notað. Námskeiðið verður kennt á ensku.

Markmið: Að kenna nemendum að hanna vélbúnað sem byggir á stýritækni, rafbúnaði og aflliðum. Að tengja saman stýritækni, rafmagnsfræði og vélhlutafræði. Námsefni: Aflgjafar, drifbúnaður, færslukerfi, mælinemar, reglar og tölvustýringar. Vökvaþrýstikerfi, loftþrýstikerfi, færibönd, flutningakerfi og fiskvinnsluvélar.

Í námskeiðinu kynnast nemendur hugtökum og aðferðum við stikaframsetningu ferla s.s. Bezier-, Hermite- og NURBSferla.  Auk þess kynnast nemendur aðferðum við framsetningu þrívíðra þráð-, yfirborðs- og rúmmálslíkana.  Farið verður yfir notkun stikaframsetningar við þrívíða líkanagerð, gerð samsetningateikninga með pörunaraðferðum og samskipti mismunandi hugbúnaðslausna. 

Nemendur öðlast góða yfirsýn yfir þann hugbúnað sem býðst fyrir verkfræðilega hönnun og framleiðslu.  Auk þessa munu nemendur kynnast því nýjasta sem er að gerast á fagsviðinu, s.s. í greiningu,hermun, frumgerðasmíði og tölvustýrðri framleiðslu.  Nemendur kynnast þessu í gegnum gestafyrirlestra, heimsóknir og smáráðstefnu þar sem nemendur skrifa greinar og kynna nýjar og spennandi rannsóknaniðurstöður eða nýja tækni (út frá ritrýndum vísindagreinum).  

Samhliða fyrirlestrum beita nemendur efni námskeiðsins á opið hönnunarverkefni, smíða frumgerð, skila skýrslu og kynna verkefnið.

Markmið: Gera nemendur færa um: 1. Að skoða varmafræði í ljósi annars lögmáls varmafræðinnar. 2. Að skilja fræðilega vinnuhringi véla og hvernig hægt er að beita þeim til að reikna út afl þeirra. 3. Að skilja og meta nauðsyn loftræsikerfa. 4. Að skilja varmaefnafræði og meta og reikna varma, sem myndast við bruna. Námsefni: Vinna, varmi og umbreyting orku. Exergía og anergía. Orka, verð og gæði. Fræðilegir vinnuhringar varmavéla og kælivéla. Gufuvinnuhringir, nýting jarðvarma. Gasblöndur, rakt andrúmsloft, loftræsing og hreinlætistæki. Mollier rit. Varmaefnafræði, brennslufræði og efnahvörf, jafnvægi efnahvarfa. Ný orkukerfi. Dæmaæfingar og hönnunarverkefni.

Markmið:

1. Að kynna helstu hugtök varmaflutningsfræði og koma nemendum í skilning um hvernig varmaflutningur milli tveggja efna fer fram.

2. Að gera nemendur færa um að hanna varmaskipta.

Námsefni m.a.: Varmaleiðing, einvítt og tvívítt kerfi, stöðug og óstöðug varmaleiðni, töluleg greining tvívíddarkerfa. Ribbur og stækkaður hitaflötur. Efnisflutningur og varmaburður (convection), lag- og iðustreymi. Frjálst og þvingað streymi. Eiming og þétting. Varmageislun, lögmál Stefan-Boltzmanns og Plancks. Geislunareiginleikar efna. Formstuðull, geislaflutningur milli flata og geislunareiginleikar lofttegunda. Dæmaæfingar og hönnunarverkefni.

Valnámskeið fyrir BS- og MS-nemendur í verkfræði og raunvísindum.

Markmið:
Að taka þátt í hinu alþjóðlega Formula Student verkefni með því hanna og smíða rafknúinn kappakstursbíl frá grunni með það í huga að taka þátt í alþjóðlegum keppnum háskóla. Bíllinn er af Go-Kart gerð. Kröfur sem gerðar eru til slíks farartækis eru miklar og því mun það veita nemendum víðtæka reynslu af lausnum verkfræðilegra vandamála, sem er meginmarkmið verkefnisins.

Nemendum verður skipt í teymi sem hér segir: Stoðgrind/fjöðrun, vél/drif, rafbúnaður/skynjarar, bremsur/stýring og verkefnastjórnun/hönnunarsamræming. Einn leiðsögumaður úr hópi kennara verður tengiliður hvers teymis. Teymin vinna sjálfstætt en leiðsögumaður er teymum til halds og trausts og ber ábyrgð á námsmati.

Í hluta B fer sjálf smíði bílsins fram en sömu hópar sem unnu að áætlanagerð og hönnun starfa áfram að smíðavinnu og stjórnun verkefnisins skv. áætlun.  Einnig verður í hluta B lagt á ráðin um þátttöku í alþjóðlegri kappaksturskeppni háskóla.

Markmið: Að kynna nemendum kjarneðlisfræði og öreindafræði nútímans.

Námsefni: Innri gerð kjarnans, kjarnalíkön, geislavirkni, kjarnahvörf, víxlverkun geislunar og efnis, meðferð geislavirkra efna og áhrif geislunar á lifandi vefi, hraðlar og agnanemar. Víxlverkun og flokkun öreinda, viðtekið líkan öreindafræðinnar, sameining víxlverkana, kjarnar og öreindir í stjarneðlisfræði. Þrjár verklegar æfingar.

Nemendum eru kynntar aðferðir og grundvallarlögmál aflfræði, bylgjufræði og varmafræði til þeirrar hlítar að þeir geti beitt þeim við lausn dæma. 

Námsefni: Hugtök, einingar, tölur, víddir. Vigrar. Gangfræði. Hreyfifræði agna, tregða, kraftar og lögmál Newtons. Núningur. Vinna og orka og varðveisla orkunnar. Skriðþungi, árekstrar. Agnakerfi, massamiðja. Snúningur stjarfhlutar. Hverfiþungi og hverfitregða. Stöðufræði. Þyngd. Storka og straumefni, jafna Bernoullis. Sveiflur: Hreinar, deyfðar og þvingaðar. Bylgjur. Hljóð. Hitastig. Kjörgas. Varmi og fyrsta lögmál varmafræðinnar. Kvikfræði gasa. Óreiða og annað lögmál varmafræðinnar.

Athugið að kennslubókin fyrir námskeiðið er aðgengileg nemendum í gegnum Canvas án endurgjalds.

Gerðar eru 4 verklegar æfingar, þar sem áhersla er lögð á að kynna nemendum verklag við gagnasöfnun og gagnavinnslu. Viðfangsefnin eru einkum sótt í aflfræði, og þurfa nemendur að skila vinnubókum fyrir allar æfingarnar og einni lokaskýrslu, sem er meira í stíl vísindatímaritsgreinar.

Þetta er grunnnámskeið um stærðfræðigreiningu í einni breytistærð. Æskilegur undirbúningur er að nemendur hafi lokið námskeiðum á framhaldsskólastigi sem fjalla um algebru, rúmfræði, hornaföll, diffrun og heildun. Námskeiðið leggur grunn að skilningi á greinum á borð við náttúrufræði, verkfræði, hagfræði og tölvunarfræði. Umfjöllunarefni námskeiðsins eru meðal annars:

• Rauntölur.
• Markgildi og samfelld föll.
• Deildanleg föll, reglur um afleiður, hærri afleiður, hagnýtingar deildareiknings (útgildisverkefni, línuleg nálgun).
• Torræð föll.
• Meðalgildissetning, setningar l'Hôpitals og Taylors.
• Heildun, ákveðin heildi og reiknireglur fyrir þau, stofnföll, óeiginleg heildi.
• Undirstöðusetning stærðfræðigreiningarinnar.
• Hagnýtingar heildareiknings: Bogalengd, flatarmál, rúmmál, þungamiðjur.
• Venjulegar afleiðujöfnur: fyrsta stigs línulegar diffurjöfnur, annars stigs línulegar diffurjöfnur með fastastuðlum.
• Runur og raðir, samleitnipróf.
• Veldaraðir, Taylor-raðir.

Einingar til BS-prófs gilda aðeins fyrir annaðhvort REI201G  Stærðfræði og reiknifræði eða STÆ107G Línuleg algebra.

Fjallað er um undirstöðuatriði línulegar algebru yfir rauntölurnar.

Viðfangsefni: Línuleg jöfnuhneppi,fylkjareikningur, Gauss-Jordan aðferð.  Vigurrúm og hlutrúm þeirra.  Línulega óháð hlutmengi, grunnar og vídd.  Línulegar varpanir, myndrúm og kjarni.  Depilfargfeldið, lengd og horn.  Rúmmál í margvíðu hnitarúmi og krossfeldi í þrívíðu.  Flatneskjur, stikaframsetning og fólgin framsetning.  Hornrétt ofanvörp og einingaréttir grunnar.  Aðferð Grams og Schmidts.  Ákveður og andhverfur fylkja.  Eigingildi, eiginvigrar og hornalínugerningur.

Einingar til BS-prófs gilda aðeins fyrir annaðhvort TÖL101G Tölvunarfræði 1 eða TÖL105G Tölvunarfræði 1a.

Forritun í Python (sniðið að verkfræðilegum og raunvísindalegum útreikningum): Helstu skipanir og setningar (útreikningur, stýri-setningar, innlestur og útskrift), skilgreining og inning falla, gagnatög (tölur, fylki, strengir, rökgildi, færslur), aðgerðir og innbyggð föll, vigur- og fylkjareikningur, skráavinnsla, tölfræðileg úrvinnsla, myndvinnsla. Hlutbundin forritun: klasar, hlutir, smiðir og aðferðir. Hugtök tengd hönnun og smíði tölvukerfa: Forritunarumhverfi, vinnubrögð við forritun, gerð falla- og undirforritasafna og tilheyrandi skjölun, villuleit og prófun forrita.

Fjallað verður um tungumál stærðfræðinnar og frumatriði rökfræði og mengjafræði. Umfjöllun um rökfræði og mengjafræði er barnsleg (naive) en nógu nákvæm til að vera grundvöllur undir almenna notkun rökfræði og stærðfræði í stærðfræðinámi. Áhersla er á grunnhugtök eins og magnara, leiðingar, mengi, varpanir, eintæk og átæk. Þjálfun í að setja fram einfaldar sannanir.
Námskeiðið er kennt einu sinni í viku, 3 kennslustundir í senn. Skriflegt lokapróf verður í 12. kennsluviku. Nemendur vinna verkefni á misserinu sem gilda 30% af lokaeinkunn.

Markmið: Að kenna nemendum eiginleika, aðferðir og verklausnir í rafeindatækni og mælitækni og þjálfun í vinnubrögðum og aðferðum sem gagnast við framkvæmd mælinga í rannsóknum og gagnaöflun.

Námsefni: Farið er í ýmis undirstöðuatriði í rafeindatækni og eðlisfræði rafrása og mælitækni. Meðal annars eru skoðaðir eiginleikar jafnstraums- og riðspennurása, díóða og transistora. Farið er í virkni aðgerðamagnara og afturverkunar og rökrásir og eiginleikar stafrænna rása skoðaðir. Fjallað er um stafræna mælitækni, mögnun og síun. Alls eru gerðar 12 verklegar æfingar um eiginleika rafrása þar sem nemendur færa niðurstöður æfinga í dagbók án skýrslugerðar. Nemendur vinna verkefni í þróun örtölvustýrðra skynjararása ásamt hugbúnaði. 5 heimadæmi eru lögð fyrir á misserinu og prófað er skriflega úr efninu í lok námskeiðsins.

Markmið: Að kynna nemendum aðferðir og grundvallarlögmál rafsegulfræði og ljósfræði. Námsefni: Hleðsla og rafsvið. Lögmál Gauss. Rafmætti. Þéttar og rafsvarar. Rafstraumur, viðnám, rafrásir. Segulsvið. Lögmál Ampères og Faradays. Span. Rafsveiflur og riðstraumur. Jöfnur Maxwells. Rafsegulbylgjur. Endurkast og ljósbrot. Linsur og speglar. Bylgjuljósfræði.

Gerðar eru fjórar 4 tíma tilraunir og tvær 3ja tíma, í ljósfræði og almennri rafsegulfræði. Nemendur skila vinnubókum fyrir allar tilraunir og einni formlegri lokaskýrslu um eina 4 tíma tilraun.

Grundvallarhugtök í líkindafræði og tölfræði, stærðfræðileg undirstaða þeirra og beiting með tölfræðihugbúnaðinum R. 

• Líkindi, slembistærðir og væntigildi þeirra
• Mikilvægar líkindadreifingar
• Úrtök, lýsistærðir og úrtaksdreifing lýsistærða
• Metlar og öryggisbil
• Hugmyndafræði tilgátuprófa
• Mikilvæg tilgátupróf
• Línuleg aðhvarfsgreining

Í námskeiðinu er fengist við stærðfræðigreiningu falla af mörgum breytistærðum. Helstu hugtök sem koma vip sögu eru:

Opin mengi og lokuð. Varpanir, markgildi og samfelldni. Deildanlegar varpanir, hlutafleiður og keðjuregla. Jacobi-fylki. Stiglar og stefnuafleiður. Blandaðar hlutafleiður. Ferlar. Vigursvið og streymi. Sívalningshnit og kúluhnit. Taylor-margliður. Útgildi og flokkun stöðupunkta. Skilyrt útgildi. Fólgin föll og staðbundnar andhverfur. Ferilheildi, stofnföll. Heildun falla af tveimur breytistærðum. Óeiginleg heildi. Setning Greens. Einfaldlega samanhangandi svæði. Breytuskipti í tvöföldu heildi. Margföld heildi. Breytuskipti í margföldu heildi. Heildun á flötum. Flatarheildi vigursviðs. Setningar Stokes og Gauss.

Stærðargráðureikningur, kvarðasambönd og einingareikningar. Gerð grafa með matplotlib forritasafninu. Tvinntölur, sveiflur og Fourier-raðir. Aflfræði og tímaafleiður vigra. Hreyfing í agnar í pólhnitum. Afleiður, keðjureglan og ástandsföll. Stigsvið, vigursvið og tengls við rafsegulfræði. Setning Stokes, sundurleitnissetninging og lögmál Maxwells. Áhersla er lögð á hagnýtingar og lausnir verkefna.

Undirstöðuatriði almennrar skammtafræði og safneðlisfræði. Gerð atómsins. Atómkraftar og uppbygging efnisins. Borðalíkanið. Rafeiginleikar málma og hálfleiðara. Ljóseiginleikar hálfleiðara. Samskeyti hálfleiðara. P-N Tvistar og Schottky-tvistar. Rafsviðssmárar (FET) og nórar (BJT). CMOS. Ljóstvistar, sólarhlöð og hálfleiðaraleisar.

Markmið: Að kynna nemendum hugtök og aðferðir aflfræðigreiningar, sem beitt er í ýmsum greinum verkfræði og eðlisfræði.

Námsefni: Aflfræði Newtons, línulegar sveiflur, deyfðar og þvingaðar sveiflur. Ólínulegar sveiflur og ringl (chaos). Þyngdarsvið, þyngdarmætti og sjávarfallakraftar. Hnikareikningur, regla Hamiltons, jöfnur Lagrange og Hamiltons, alhnit og skorður. Miðlæg svið, brautir reikistjarna, stöðugleiki hringbrauta. Árekstrar massaagna í viðmiðunarkerfum vinnustofu og massamiðju. Tregðukerfi og önnur viðmiðunarkerfi hreyfingar, gervikraftar. Aflfræði stjarfra hluta, tregðufylki, höfuðásar hverfitregðu, horn Eulers, jöfnur Eulers um áhrif vægis á snúning hlutar, snúðhreyfing og stöðugleiki hennar. Tengdar sveiflur, eigintíðni og eiginhnit sveiflukerfa.

Í þessu námskeiði er fjallað um undirstöðuatriði skammtafræðinnar.

Aðdragandi skammtafræðinnar. Jafna Schrödingers, líkindatúlkun bylgjufallsins, stöðlun, skriðþungi og óvissulögmál, sístæð ástönd, einvíð skammtakerfi. Jafna Schrödingers í kúluhnitum, vetnisfrumeindin, hverfiþungi og spuni. Eins agnir og einsetulögmál Paulis. Tvístiga kerfi, útgeislun og ísog. 

Í námskeiðinu er fjallað undistöðuatriði um tvö svið stærðfræðigreiningar, tvinnfallagreiningu og afleiðujöfnur, með áherslu á hagnýtingu og útreikninga á lausnum.

Viðfangsefni: Tvinntölur og varpanir á svæðum í tvinntalnasléttunni. Föll af einni tvinnbreytistærð. Fáguð föll. Veldisvísisfallið, lograr, rætur og horn. Cauchy-setningin og Cauchy-formúlan. Samleitni í jöfnum mæli. Veldaraðir. Laurent-raðir. Leifareikningur. Hagnýtingar á tvinnfallagreiningu í straumfræði. Venjulegar afleiðujöfnur og afleiðujöfnuhneppi. Línulegar afleiðujöfnur  með fastastuðlum. Ýmsar aðferðir til að reikna út sérlausnir. Green-föll fyrir upphafsgildisverkefni. Línuleg afleiðujöfnuhneppi. Veldisvísisfylkið. Veldaraðalausnir og aðferð Frobeniusar. Laplace-ummyndun og notkun hennar við lausn á afleiðujöfnum. Leifaformúlur fyrir Fourier-myndir og andhverfar Laplace-myndir.

Python verkfæri tengd gagnaúrvinnslu og tímaraðagreiningu. Aðferð minnstu fervika, línuleg og ólínuleg aðhvarfsgreining. Fourier-ummyndanir, hraðar Fourier-ummyndanir, tíðnigreining og földun. Diffurjöfnur, m.a. Laplace jöfnur og notkun þeirra við lýsingu eðlisfræðilegra kerfa. Hlutafleiðjöfnur og jaðargildisverkni. Sértæk stærðfræðiföll og tengsla þeirra við mikilvæg eðlisfræðileg kerfi. Áhersla er lögð á hagnýtingar og lausnir verkefna.

Rafstöðufræði. Jöfnur Laplace og Poissons. Segulstöðufræði. Span. Jöfnur Maxwells. Orka rafsegulsviðs. Setning Poyntings. Rafsegulbylgjur. Sléttar bylgjur í einangrandi og leiðandi efni. Endurkast og brot bylgna. Útgeislun. Dreifing. Dofnun.

Markmið: Inngangur að eðlisfræði frum- og sameinda og ljósfræði. Námsefni: Rafeindaskipan frumeinda, lotukerfið, efnatengi og sameindir, snúnings- og titringsstig, víxlverkun ljóss og efnis, samhverfur og valreglur, skautun, geislahol og víxlmælar, litrófsgreining, ljósmögnun, leisar. Þrjár verklegar æfingar.

Markmið: Að kynna fyrir nemendum Fourier-greiningu og hlutafleiðujöfnur og hagnýtingu á þeim.

Lýsing: Fourier-raðir og þverstöðluð fallakerfi, jaðargildisverkefni fyrir venjulega afleiðuvirkja, eigingildisverkefni fyrir Sturm-Liouville-virkja, Fourier-ummyndun, bylgjujafnan, varmaleiðnijafnan og Laplace-jafnan leystar á ýmsum svæðum í einni, tveimur og þremur víddum með aðferðum úr fyrri hluta námskeiðsins, aðskilnaður breytistærða, grunnlausn, Green-föll, speglunaraðferðin.

Einingar til BS-prófs gilda aðeins fyrir annaðhvort REI201G Stærðfræði og reiknifræði eða STÆ405G Töluleg greining.

Undirstöðuhugtök um nálgun og skekkjumat. Lausn línulegra og ólínulegra jöfnuhneppa. PLU-þáttun. Margliðubrúun, splæsibrúun og aðhvarfsgreining. Töluleg nálgun afleiða og heilda. Útgiskun. Töluleg lausn upphafshafsgildisverkefna fyrir venjuleg afleiðujöfnuhneppi. Fjölskrefaaðferðir. Töluleg lausn jaðargildisverkefna fyrir venjulegar afleiðujöfnur.

Gefin er einkunn fyrir skriflegar úrlausnir á forritunarverkefnum og vegur hún 30% af heildareinkunn. Stúdent verður að hafa lágmarkseinkunn 5 bæði fyrir verkefni og lokapróf.

Markmiðið er að kynna nemendum frumatriði í eðlisfræði þéttefnis. Námsefni: Efnatengi, kristallsgerð þéttefnis, samhverfa kristallsgrinda, nykurgrind. Titringshættir kristalla, hljóðeindir, eðlisvarmi kristallsgrindar, varmaleiðni. Frjálsar rafeindir, borðalíkan þéttefnis, virkur massi. Málmar, einangrarar og hálfleiðarar.  Þrjár verklegar æfingar.

Grunnhugtök og stærðfræðilegar aðferðir í varmafræði, lögmál varmafræðinnar, varmafræðileg mætti, Maxwell vensl, jafnvægi, fasabreytingar, tölfræðileg varmafræði, kjörgas og raungas sameinda, eðlisvarmi, slembigangur og sveim, Bose og Fermi kjörgös.

Allt skriflegt efni er á ensku. Námskeiðið er kennt í 14 vikur.

Í námskeiðinu fá nemendur þjálfun í nútíma tilraunaeðlisfræði og rannsóknarvinnu. Gerðar eru 6 allviðamiklar tilraunir í tengslum við rannsóknir í eðlisfræði við Raunvísindastofnun Háskólans sem byggja á viðfangsefnum sem fjallað er um á öðru og þriðja ári í námi í eðlisfræði. Fyrirlestrar eru í nánum tengslum við þessi viðfangsefni og tilraunirnar hugsaðar til að auka skilning og færni í eðlisfræði og framkvæmd og skilningin flókinna tilrauna. Lögð er áhersla á sjálfstæð vinnubrögð í tilraunum og gagnaleit.

Fjallað verður um nanóagnir, nanóvíra og þunnar húðir. Ræktun þunnra húða þar með talið ræktunarhætti og flutningseiginleika í þunnum húðum. Greining nanóefna, ákvörðun á kristallagerð, agnastærð og formgerð yfirborðs þar sem beitt er smugsjá, kraftsjá, röntgengreiningu og rafeindasmásjám. Þróun rafeindatækni með sífelldri skölun smára, þar með talið MOSFET og finFET. Notkun kolefnis í nanótækni, graphene og kolrör. Lithography. Seguleiginleikar á nanó skala. Nanó-ljósfræði, plasmonics, metamaterials, möntull og ósýnileiki. Rafeindatækni sameinda.

Í námskeiðinu felast verkefni nemenda í því að starfa sem mentor fyrir þátttakendur á framhalds- og háskólastigi í verkefninu „Sprettur“. Mentorar sinna mikilvægu hlutverki við að styðja og hvetja aðra nemendur í námi og félagslífi. Hlutverk mentora er að skapa uppbyggjandi samband við þátttakendur, vera jákvæð fyrirmynd og taka þátt í sameiginlegum viðburðum sem skipulagðir eru innan Spretts. Mentor hlutverkið byggir á tengslamyndun og reglulegri samveru og felur í sér skuldbindingu gagnvart þeim nemendum sem mentor styður. 

Sprettur er stuðningsverkefni fyrir nemendur með erlendan bakgrunn sem óska eftir auknum stuðningi til að efla námsárangur og þátttöku í háskólasamfélaginu. Nemendur í námskeiðinu starfa sem mentorar og eru tengdir saman við þátttakendur með hliðsjón af sameiginlegum áhugasviðum. Mentorar vinna jafnframt saman í hópum og í samráði við kennara og umsjónaraðila verkefnisins. 

Nemendur geta valið að skrá sig í námskeiðið á haustönn, vorönn eða dreifa álaginu yfir báðar annir (allt skólaárið). Skipulag námskeiðsins tekur mið af þessu vali, en allar námskröfur eru þær sömu óháð annaskiptingu. Mentorar skipuleggja reglubundna samveru með þátttakendum í Spretti og verja að jafnaði þremur klukkustundum á mánuði í samveru með þátttakendum, þremur klukkustundum á mánuði í heimavinnuhópi og mæta í alls fimm málstofur.  

Nemendur skila dagbókarfærslum á Canvas og þurfa að hanna og framkvæma námsupplifun fyrir þátttakendur í Spretti. Dagbókarfærslur byggjast á lesefni og gagnrýnum hugleiðingum um mentorstarfið og eigin reynslu af þátttöku í verkefninu. Námskeiðið er kennt á íslensku og ensku. 

Að loknu námskeiði, og að uppfylltum öllum kröfum, fá nemendur 5 ECTS einingar auk formlegs vottorðs fyrir þátttöku og lok verkefnisins. 

Nemendur fylla út rafrænt umsóknareyðublað og umsjónarkennari hefur samband við umsækjendur.  

Frekari upplýsingar um verkefnið „Sprettur” má nálgast hér: www.hi.is/sprettur  

Lágmarks skráning til að námskeiðið verði kennt: 10

Almennur inngangur að nýsköpun og helstu tegundum hugverkaréttar, þar sem fjallað verður um: vörumerki og mikilvægi vörumerkjastjórnunar, hönnunarverndar og höfundarréttar, grunnatriði einkaleyfa og beitingu þeirra, viðskiptaleyndarmál og kröfur sem þarf að upfylla til þess að þekking teljist viðskiptarleyndarmál ásamt stuttri umfjöllun um leiðir til að vernda hugbúnaðarlausnir.

Í kjölfarið verður farið í heimsókn til Íslensku Hugverkastofunnar, þar sem nemendur hljóta innsýn í umsóknarferli hugverkaréttinda. Rætt verður um nýsköpunar- og tæknihagnýtingu (e. tech transfer), auk möguleika á opinberum styrkjum og tengslum við fjárfesta. Reynslusögur úr nýsköpunariðnaði verða nýttar til að veita nemendum innsýn í reynslu sprotafyrirtækja og stefnumótun á hugverkum í hugverkarétti.

Nemendur velja eina hugmynd að uppfinningu í byrjun annar, og vinna samhliða fyrirlestrum að þróun hennar. Nemendur skoða t.a.m. hvaða leiðir eru færar til að vernda uppfinninguna hugmyndarinnar og ákveða hvernig hugverkavernd er best að nota, hvernig hvaða þjónustu er hægt að nýta sér til að hraða á vexti hennar, hvernig er aðgengi að fjármögnun og setja fram langtímamarkmið.

(með fyrirvara um breytingar)

Nemandi velur í samráði við kennara verkefni í verkfræðilegri eðlisfræði, smíðar tæki, gerir mælingar, gagnaúrvinnslu og/eða les sér til um efnið eftir því sem við á. Að verkefni loknu skilar nemandi ritgerð um verkefnið og kynnir það með fyrirlestri. Miðað er við að verkefnið taki sem svarar 8 vinnuvikum. Verkefnin takmarkast ekki við að leiðbeinandi sé fastur kennari við eðlisfræðinámsbraut, þótt þar skuli ávallt vera umsjónarmaður með verkefninu.

Upplýsingar um skil á verkefni
Skil eru í maí fyrir júníbrautskráningu
Skil eru í september fyrir októberbrautskráningu
Skil eru í janúar fyrir febrúarbrautskráningu

Í upphafi misseris koma nemandi og leiðbeinandi sér upp tímalínu um skil á verkefni

Skil á fullbúnu verkefni til leiðbeinanda/umsjónarkennara er 10. maí/ september/ janúar

Skil nemanda inn á Skemmu eru í síðasta lagi 30. maí/ september/ janúar og senda þarf staðfestingu um samþykkt skil á nemvon@hi.is

Einkunn frá leiðbeinanda á að hafa borist skrifstofu í síðasta lagi 30. maí/ september/ janúar.

Nemandi velur í samráði við kennara verkefni úr fræðilegri eða verklegri eðlisfræði, smíðar tæki, gerir mælingar og/eða les sér til um efnið eftir því sem við á.  Að verkefni loknu skilar nemandi ritgerð um verkefnið og kynnir það með fyrirlestri. Miðað er við að verkefnið taki sem svarar 4 vinnuvikum. Yfirleitt geta allir kennarar námsbrautar í eðlisfræði tekið að sér umsjón með BS-verkefnum.

Námsefni: Forsendur og formgerð skammtafræðinnar. Einvíð kerfi. Hverfiþungi, spuni, tvístiga kerfi. Ögn í miðlægu mætti, vetnisatómið. Nálgunaraðferðir. Tímaóháður og tímaháður truflanareikningur. Dreififræði.

Þróun og framtíð smárása. Rafeindatækni, MOS-smárinn og CMOS. Framleiðsla smárása, ræktun hálfleiðara, oxun, íbæting hálfleiðara, sveim, jónaígræðsla, lithography, ræktun og æting þunnra húða, örörvar og örnemar.

Grundvallarhugtök atómkenningarinnar; atóm sameindir og jónir. Hlutföll í efnahvörfum. Efnafræði vatnslausna; sýru/basa- oxunar/afoxunar- og fellihvörf. Eiginleikar lofttegunda. Varmafræði; vermi, frjáls Gibbs orka, óreiða. Hraðafræði; hraði og leiðir efnahvarfa. Rafefnafræði og varmafræði rafkera. Efnajafnvægi; sýru/basa jafnvægi leysnimargfeldi og myndunarfasti girðitengja. Eðliseiginleikar lausna.

Námsmat: Sjá nánar í kaflanum um námsmat.

Markmið námskeiðsins er að gera nemendur færa um:

1. Að skilja helstu hugtök bókhalds, kostnaðarreiknings og fjárfestingarfræði.

2. Að nota aðferðir til að meta hagkvæmni verktæknilegra kosta.

3. Að gera reiknilíkan til að meta arðsemi fjárfestinga, virði fyrirtækja og verðleggja hlutabréf og skuldabréf.

Meðal námsefnis er  bókhald, kostnaðarreikningar, greining á fjárstreymi, fjárfestingarfræði, mælikvarðar á arðsemi, þar á meðal núvirði og innri vextir, og gerð  arðsemilíkana. Námskeiðinu lýkur með hópverkefnum þar sem nemendur æfa arðsemimat verkefna.

Í námskeiðinu eru kennd grunnatriði í verkefnastjórnun. Farið verður yfir grunnhugtök, umhverfi og val verkefna, áætlunargerð, eftifylgni, stjórnun verkefnateyma og lok verkefna. Nemendur fá þjálfun í gerð verkefnaáætlana og að takast á við áskoranir við framkvæmd og lok verkefna. Sérstök áhersla er á notkun verkefnastjórnunar við tækninýsköpun í skipuheildum.

Markmið:   Að kynna aflfræði samfelldra efna, vökvaaflfræði og varmaflutning og beitingu fræðanna á vandamál í eðlisfræði og jarðeðlisfræði. I. Spenna og aflögun, spennusvið, spennutensor, sveiging platna, efniseiginleikar, líkön: Fjaðrandi efni, seigt efni, plastískt efni.- II. Seigir vökvar, lagstreymi, iðustreymi, samfellujafna, jafna Navier-Stokes.- III. Varmaflutningur: Varmaleiðing, hræring vatns, varmaburður og jarðhiti. Dæmi tekin úr ýmsum greinum eðlisfræði, einkum jarðeðlisfræði.

Kennslusýn:  Til að standa sig vel í námskeiðinu þurfa nemendur að taka virkan þátt í umræðum, mæta í fyrirlestra, halda sjálf nemendafyrirlestra og skila verkefnum sem sett eru fyrir. Nemendur öðlast þekkingu í fyrirlestrunum en það er nauðsynlegt að gera verkefnin til að skilja og þjálfa notkun hugtakanna. Verkefnin eru samþættuð textanum í kennslubókinni og því er ráðlagt að gera æfingarnar þegar textinn er lesinn. Kennari munu reyna að gera hugtök og tungutak aðgengilegt, en það er ætlast til að nemendur læri sjálfstætt og spyrji spurninga ef eitthvað er óljóst eða óskýrt. Til að bæta námskeiðið og innihald þess er óskað eftir að nemendur taki þátt í kennslukönnunum, bæði miðmisseriskönnun og í lok annar.

Fjallað verður ítarlega um grundvallaratriði fyrri hluta almennrar lífefnafræði, einkum eiginleika og myndbyggingu stórsameinda.

Efni fyrirlestra: Viðfangsefni lífefnafræðinnar; millisameindahrif lífefna í vatnslausnum; amínósýrur, peptíðtengi og myndbygging próteina; svipmótun próteina og stöðugleiki; sykrur og fjölsykrur; fitur og frumuhimnur; himnuprótein; ensím og hraðafræðilegir eiginleikar ensíma og stjórn ensímvirkni; ensímhvötun og hvarfgangar ensíma; boðflutningar og helstu ferli; himnuviðtakar; samsetning kjarnsýra og myndbygging; DNA stöðugleiki. Gefin er hluteinkunn fyrir miðannarpróf sem hefur vægið 15% af heildrareinkunn.

Vinnulag
Fyrirlestrar tvisvar í viku; 2 x 40 mín.  Miðannarpróf gildir 15% af lokaeinkunn.  Ekkert verklegt.  Haldnir eru 2x 40 mín. dæmartímar vikulega.

Námsmat
Lokapróf (3 klst): 85 %
Miðannarpróf: 15 %

Kennslubók
Nelson D.L. & Cox M.M. Lehninger: Principles of Biochemistry, 8th Edition, 2021

Aukaefni:
Fyrirlestrarglærur (PowerPoint).
Ítarefni svo sem þurfa þykir.

Fyrirlestrar: Lögmál Mendels. Erfðamynstur. Kynlitningar, mannerfðafræði, umfrymiserfðir. Litningar, bygging litninga. Frumuskipting (mítósa og meiósa), lífsferlarTengsl, endurröðun og kortlagning gena í heilkjörnungum. Bakteríuerfðafræði. Kortlagning gena í heilkjörnungum, fernugreining. Arfgerð og svipgerð. Litningabreytingar. Erfðaefnið DNA. Eftirmyndun. Umritun. Próteinmyndun. Stjórn genastarfs. Erfðatækni. Erfðamengjafræði. Stökklar. Stökkbreytingar. Viðgerðir og endurröðun. Greiningartækni erfðavísinda. Tilraunalífverur.

Verklegar æfingar: I. Ávaxtaflugan Drosophila melanogaster. II. Mítósa í laukfrumum. III. Plasmíð og skerðiensím. IV.DNA mögnun. V. Grósekkir Sordaria fimicola.

Próf: Verklegt og dæmatímar 25%, skriflegt 75%. Lágmarkseinkunnar er krafist í báðum prófhlutum.

Frumulíffræðin eru fyrirlestrar (4f á viku í 14 vikur): Inngangur að frumulíffræði, bygging og þróun heilkjörnunga. Megináherslan er á heilkjörnunga. Efnafræði fruma og orkubúskapur, gerð og eiginleikar stórsameinda. Bygging og hlutverk frumuhluta sem dæmi frumuhimnu, kjarna, hvatbera, grænukorna, frumugrindar, golgíkerfis, leysikorna og oxunarkorna. Stjórnkerfi og boðleiðir innan frumu og samskipti milli fruma ásamt frumusérhæfingu og krabbameinum. Utanfrumuefni er fjallað ítarlega um og grunnatriði ónæmisfræði.

Kynning á rafrænum merkjum, eiginleikum og mælingu þeirra.
Umfjöllun um mæliskekkjur og útbreiðslu þeirra í mælikerfum
Aflgjafar og merkjagjafar.
Kynning á skynjurum sem breyta mældum stærðum í rafmerki.
Kynning á einstökum hlutum mælikerfa.
Rafmælingar með hliðrænum og stafrænum fjölmælum.
Mælingar með sveiflusjám.
Mælingar á viðnámum, spólum og þéttum með fjölmælum, sveiflusjám og mælibrúm.
Truflanir og takmörkun þeirra.
Viðnám, þéttar, spólur og aðrir íhlutir, uppbygging þeirra, litakóðar, meðferð hálfleiðara.
Rafkerfi húss og tilraunastofu, meðferð rafmagns og tækja í tilraunastofu.
Slysahætta, umgengnisreglur.
Heimadæmi og heimaverkefni.
Verklegar æfingar í tilraunastofu.
Hönnunarverkefni: Hönnun mælibúnaðar.

Námskeiðið er á haustmisseri og er þannig sett upp að vikulega eru tveir fyrirlestrar, unnar eru þrjár verklegar æfingar á misserinu og nemendur fá tvö smíðaverkefni þar sem þeir eiga að setja saman rafeindarásir og fá þær til að virka á réttan hátt. Fyrra smíðaverkefnið er mjög einfalt þar sem fólk lærir t.d. að lóða saman íhluti skv. gefinni teikningu en í seinna verkefninu fá nemendur frjálsar hendur og þurfa að hanna rás sem mælir einhverja stærð og framkvæmir aðgerðir á grundvelli mælingarinnar. Nemendur skila skýrslu um bæði verkefni og einnig myndbandi um seinna verkefnið. Auk þessa verður lagt fyrir einfalt mælingaverkefni þar sem nemendur safna mæligildum og vinna þau tölfræðilega. Hið einfalda fyrra smíðaverkefni er ætlað hverjum nemanda en seinna verkefnið mega nemendur vinna allt að fjórir saman. Algengast hefur verið að þrír nemendur vinni saman í hópi.

Helstu atriði magnara gerða úr samrásum (integrated circuits) og samanburður við rásir samsettar úr aðskildum íhlutum (discrete components). Algengar rásaeiningar sem notaðar eru í samrásamögnurum, s.s. straumspeglar, mismunapör, kaskóðumagnarar, fjölstigamagnarar og útgangsstig. Hátíðnieiginleikar magnara, afturverkun og Miller virkni. Unnið er með framangreind atriði jöfnum höndum fyrir MOS og BJT rásir. Jafnhliða kennslu yfir misserið vinna nemendur í hópum að hönnunarverkefnum þar sem beitt er fræðilegri þekkingu, hönnun og prófun rafeindarása.

Markmið: Að nemendur fræðist um framleiðsluferli í efnistækni. Að hvetja nemendur til að hugsa um möguleika Íslands til að hagnýta endurnýjanlega orku. Farið verður yfir framleiðsluferli í íslenskum framleiðslufyrirtækjum, t.d. framleiðslu kísiljárns, rafgreiningu áls, framleiðslu steinullar og fleira. Kynnt verða ýmis stærri framleiðsluferli í efnistækni, með sérstakri áherslu á þau ferli sem þykja fýsilegur kostir á Íslandi. Lögð verður áhersla á að nemendur fái yfirsýn yfir framleiðsluferlin, hráefni, orkugjafa/orkuþörf, framleiðsluaðferðir, mengun, afurðir o.fl. Einnig verður rætt um efnahagslegan bakgrunn, þ.e. kostnað, hagnað og markaðssveiflur. 1-2 stór hagnýt verkefni eru unnin samhliða fyrirlestrum allt misserið og farið er í vettvangsferðir.

Markmið námskeiðsins er að kenna grundvallaratriði efnisfræði þannig að nemandi verði fær um að skilja hegðun efna og velja réttu efnin fyrir viðfangsefni sín. Fræðilegur grundvöllur er gefinn fyrir skilningi á hegðun efnisins út frá smásæjum sjónarhóli.
Námsefni m.a.: kristalgerðir málma, kristalveilur, atómsveim, aflfræðilegir eiginleikar, bjögun og hersluaðferðir málma, brot og málmþreyta, fasalínurit, fasahvörf, forsendur tæringar og fyrirbygging hennar. Nokkrir efnisflokkar eru teknir fyrir sérstaklega, svo sem stál, ál og aðrir léttmálmar og fjallað er um framleiðslu þeirra, eiginleika og notkunarsvið. Aðrir efnisflokkar, svo sem fjölliðuefni, keramíkefni og samsett efni eru kynntir og bornir saman við málma.
Í námskeiðinu eru dæmaæfingar og verklegar tilraunir.

Markmið: Að nemendur þekki tæringu sem rafefnafræðilegt hvarf, geti lagt mat á tæringarhættu mismunandi málma við mismunandi aðstæður og kunni skil á aðferðum til tæringarmælinga og tæringarvarna. Námsefni: Tæring sem rafefnafræðilegt hvarf, áhrif spennu- og straumbreytinga. Tæringarflokkar, samhengi við málmgerðir og áhrif umhverfis. Aðferðir til tæringarmælinga; vigttap, rafefnafræðilegar aðferðir (electrochemical corrosion measurements) og viðnámsmælingar (electrical resistance). Möguleikar og takmarkanir aðferða til að mæla tæringarhraða og meta tæringarferli. Aðferðir til tæringarvarna.

Námskeiðið er kennt annað hvert ár þegar ártal endar á slétri tölu.

Markmið:

1. Að kynna helstu hugtök straumfræðinnar og koma nemendum í skilning um hvernig stærðfræði er beitt við flókin viðfangsefni og hvernig hægt er að fá nálgunarlausnir með einföldun án þess að tapa miklu í nákvæmni.

2. Að gera nemendur færa um að beita straumfræðinni til þess að reikna mótstöðu hluta og þrýstifall í pípum.

3. Að þjálfa þá í að beita mæliaðferðum í straumfræði.

4. Að beita þverfaglegri þekkingu á helstu sviðum vélaverkfræðinnar.

Námsefni m.a.: Eiginleikar kvikefna (vökva og lofttegunda). Þrýstingur og kraftasvið í kyrrstæðum vökvum, þrýstingsmælar. Rennslisfræði, samfellujafna, skriðþunga- og orkujafna. Hreyfijafna Bernoullis. Víddargreining og líkanlögmál. Tvívítt streymi, seigjulausir vökvar, jaðarlög, lag- og iðustreymi, vökvamótstaða og formviðnám. Streymi þjappanlegra vökva, hljóðhraði, Mach tala, hljóðbylgjur, lögun túðu fyrir yfirhljóðhraða. Rennsli í opnum og lokuðum farvegum. Dæmaæfingar og verklegar tilraunir.

Valnámskeið fyrir BS- og MS-nemendur í verkfræði og raunvísindum.

Markmið:
Að taka þátt í hinu alþjóðlega Formula Student verkefni með því hanna og smíða rafknúinn kappakstursbíl frá grunni með það í huga að taka þátt í alþjóðlegum keppnum háskóla. Bíllinn er af Go-Kart gerð. Kröfur sem gerðar eru til slíks farartækis eru miklar og því mun það veita nemendum víðtæka reynslu af lausnum verkfræðilegra vandamála, sem er meginmarkmið verkefnisins.

Nemendum verður skipt í teymi sem hér segir: Stoðgrind/fjöðrun, vél/drif, rafbúnaður/skynjarar, bremsur/stýring og verkefnastjórnun/hönnunarsamræming. Einn leiðsögumaður úr hópi kennara verður tengiliður hvers teymis. Teymin vinna sjálfstætt en leiðsögumaður er teymum til halds og trausts og ber ábyrgð á námsmati.

Hluti A snýst um undirbúning verkefnisins, áætlanagerð og hönnun bílsins.

Helstu aðferðir hefðbundinnar sjálfvirkrar stýritækni. Líkön ýmissa kerfa á formi yfirfærslufalla og ástandsjafna, hermun, tíma- og tíðnisvörun kerfa. Eiginleikar stýrikerfa með afturvirkni, stöðugleiki, næmni, þol gegn truflunum, skekkjustuðlar. Stöðugleikagreining, regla Routh. Greining og hönnun með rótarferlum og í tíðnirúmi, fasaflýtir, fasaseinkari, PID stýringar. Tölvustýrð kerfi, A/D og D/A breytur, vörpun á samfelldum stýringum yfir á stakrænt form. Greining og hönnun stakrænna kerfa.

Nemandi velur í samráði við kennara verkefni í verkfræðilegri eðlisfræði, smíðar tæki, gerir mælingar, gagnaúrvinnslu og/eða les sér til um efnið eftir því sem við á. Að verkefni loknu skilar nemandi ritgerð um verkefnið og kynnir það með fyrirlestri. Miðað er við að verkefnið taki sem svarar 8 vinnuvikum. Verkefnin takmarkast ekki við að leiðbeinandi sé fastur kennari við eðlisfræðinámsbraut, þótt þar skuli ávallt vera umsjónarmaður með verkefninu.

Upplýsingar um skil á verkefni
Skil eru í maí fyrir júníbrautskráningu
Skil eru í september fyrir októberbrautskráningu
Skil eru í janúar fyrir febrúarbrautskráningu

Í upphafi misseris koma nemandi og leiðbeinandi sér upp tímalínu um skil á verkefni

Skil á fullbúnu verkefni til leiðbeinanda/umsjónarkennara er 10. maí/ september/ janúar

Skil nemanda inn á Skemmu eru í síðasta lagi 30. maí/ september/ janúar og senda þarf staðfestingu um samþykkt skil á nemvon@hi.is

Einkunn frá leiðbeinanda á að hafa borist skrifstofu í síðasta lagi 30. maí/ september/ janúar.

Nemandi velur í samráði við kennara verkefni úr fræðilegri eða verklegri eðlisfræði, smíðar tæki, gerir mælingar og/eða les sér til um efnið eftir því sem við á.  Að verkefni loknu skilar nemandi ritgerð um verkefnið og kynnir það með fyrirlestri. Miðað er við að verkefnið taki sem svarar 4 vinnuvikum. Yfirleitt geta allir kennarar námsbrautar í eðlisfræði tekið að sér umsjón með BS-verkefnum.

Þróun og framtíð smárása. Rafeindatækni, MOS-smárinn og CMOS. Framleiðsla smárása, ræktun hálfleiðara, oxun, íbæting hálfleiðara, sveim, jónaígræðsla, lithography, ræktun og æting þunnra húða, örörvar og örnemar.

Þörfin á takmörkuðu afstæðiskenningunni (ljósútbreiðsla og lykiltilraunir í sögunni). Takmarkaða afstæðiskenning Einsteins, tímalenging og lengdarstytting. Rúmfræði tímarúmsins (Minkowski rúmið), Lorentzummyndunin og orsakasamhengi. Hreyfifræði, aflfræði og rafsegulfræði í takmörkuðu afstæðiskenningunni.
Stutt kynning á almennu afstæðiskenningunni.

Markmið er að kynna takmörk einnar einda kenninga um þéttefni og skoða víxlverkun einda. Námsefni: Raf- og segulsvörun í einangrandi og hálfleiðandi efni. Rafeindaflutningur, Boltzmann jafnan og slökunartímanálgun. Takmörk einnar einda kenninga. Víxlverkun og fjöleindanálgun. Skiptaverkun og seguleiginleikar þéttefnis, Heisenberg líkanið, spunabylgjur. Ofurleiðni, BCS kenningin og jafna Ginzburg-Landau.

Markmið: Að veita nemendum trausta grunnmenntun í varmafræði. Námsefni: Grunnhugtök og stærðfræðiaðferðir varmafræði. Núllta lögmálið. Vinna, varmi og fyrsta lögmál varmafræðinnar. Kjörgas, raungas, ástandsjöfnur og ástandsmyndir. Töflur og línurit yfir varmafræðilega eiginleika vatns og gufu. Óreiða og annað lögmál varmafræðinnar. Altækur hitakvarði. Óreiða og hámarksvinna. Aðgengileg orka (exergy). Varmavélar og vinnuhringir. Kælivélar og varmadælur. Legendre-umskipti og varmafræðileg mætti, Maxwell-vensl. Jafnvægisskilyrði. Fasabreytingar og Clapeyron-jafna, Joule-Thomson-útþensla. Efnablöndur og efnahvörf: Efnamætti, blöndur af kjörgösum, jafnvægisfastar fyrir efnahvörf kjörgasa, massaverkunarlögmálið, jafna van t'Hoffs. Þriðja lögmál varmafræðinnar.

Markmið: Að kynna undirstöðuatriði og aðferðir stjarneðlisfræðinnar. Áhersla er lögð á notkun eðlisfræði við líkanagerð og útskýringar á stjarnfræðilegum fyrirbærum. Námsefni m.a.: Eðli sólstjarna. Ástandsjafna, orkuframleiðsla og orkuflutningur. Geislun. Gerð og þróun sólstjarna. Hamfaraskeið í þróun þeirra: Þyngdarhrun og stjörnusprengingar. Eðlisfræði hvítra dverga, nifteindastjarna og svarthola. Þéttstæð tvístirni og röntgenstjörnur. Tifstjörnur. Vetrarbrautir af ýmsum gerðum, myndun þeirra og þróun. Virkni í kjörnum vetrarbrauta. Efnið milli stjarnanna. Segulsvið í geimnum. Geimgeislar. Valin atriði úr heimsfræði.

Kynning á ferlum og almennt um efnis- og orkujafnvægi í iðnaðarferlum. Greining á hegðun gastegunda, gas-vökvakerfa og fasajafnvægi. Massa- og orkujafnvægi í kerfum með og án efnahvarfa.

Greinagóð kynning á hvernig tölvuforrit (eins og t.d. Aspen) er notað til að herma, hanna og besta ýmis konar efnaferla í efnaiðnaði. Kennt er hvernig hægt er að velja, besta, og setja saman efnahvarfklefa, sem og búnað til að aðskilja myndefni og búnað fyrir varmaskiptin í ferlinu. Kynnt verða hugtök og lögmál til að meta hagkvæmni efnaferilins.

Námskeiðið veitir inngang að hönnun og greiningu á (líf)efnafræðilegum hvarfklefum. Það fer yfir mikilvæg hugtök í efnafræðilegri varmafræði, hraðafræði efnahvarfa og hvataðra efnahvarfa, sem gerir nemendum kleift að þróa sterka grunnþekkingu á verkfræðilegri hönnun efnahvarfa. Námskeiðið inniheldur einnig gestafyrirlestra frá sérfræðingum í iðnaði sem og nemendafyrirlestra, sem stuðlar að tengslum við raunverulegar aðstæður.

Í þessu námskeiði er farið yfir helstu helstu efnaskiptaferla frumna með áherslu á efnskipti kolvetna, fitu og próteina ásamt samþættingu þessara ferla og stjórnun þeirra. Fyrst er fjallað um efnaskipti kolvetna, þar sem sykurrof (bæði loftháð og loftfirrð), sítrónusýruhringurinn og pentósafosfatferillinn eru skoðuð ítarlega. Einnig verður farið yfir ferla eins og glúkoneógenesu, niðurbrot og nýmyndun glýkógens, og hvernig stjórnun á efnaskiptum kolvetna fer fram. Næstu viðfangsefni eru svo efnaskipti fitu, þar sem þættir eins og niðurbrot þríglýseríða, oxun og nýsmíði fitusýra eru útskýrð. Sérstök áhersla er lögð á stjórnun fituefnaskipta og stjórnun ensíma sem taka þátt í því ferli. Því næst er farið yfir efnaskipti próteina, þar sem vatnsrof próteina, niðurbrot amínósýra og þvagefnishringurinn eru rannsökuð.

Námskeiðið tekur einnig á samþættingu og stýringu efnaskiptaferla og þeirri flóknu stjórn sem fer fram í meginstjórnunarskrefum ferlanna, með tilliti til bæði innanfrumuefna og hormóna. Farið er yfir hvernig þessi ferli aðlagast mismunandi aðstæðum í átt að samvægi (e. homeostasis) og hvaða áhrif raskanir á stjórnun þeirra hefur. Að lokum verður fjallað um ljóstillífun og Calvin-hringinn. 

Námskeiðið er mjög gagnlegt fyrir þá sem vilja öðlast djúpan skilning á lífefnafræðilegum ferlum og efnaskiptum líkamans.

Vinnulag er eftirfarandi:
Fyrirlestrar í 13-14 vikur (2 x 40 mín) tvisvar sinnum í viku.

Í námskeiðinu kynnast nemendur þeim hluta lífheimsins sem er almennt ekki sjáanlegur með berum augum.  Þeir fá tækifæri til að öðlast grundvallar þekkingu á eiginleikum baktería, arkea, veira og heilkjarna örvera.  Í námskeiðinu verður m.a. annars fjallað um hvernig örverur eru undirstaða lífs á jörðinni, hlutverk þeirra í vistkerfum, hvernig sumar þeirra valda sjúkdómum eða eru mikilvægar í rannsóknum og iðnaði.  Nemendur fá innsýn í störf örverufræðinga og verklega þjálfun sem er nauðsynleg fyrir hvers kyns störf á rannsóknarstofum

Skilgreining á ýmsum hugtökum og rásaeiningum. Lögmál Kirchhoffs, möskva- og hnútapunktajöfnur. Rásir með viðnámi, fylkjareikningur. Stýrðar lindir. Thévenin- og Norton-jafngildisrásir. Aðgerðamagnarar. Merki. Rásir með viðnámi, rýmd, spani og gagnkvæmu spani. Greining í tímarúmi: Kerfisjöfnur, fyrstu og annarrar gráðu rásir. Greining í vísaplani. Reikniæfingar með PSpice og Matlab.

Almennir eiginleikar magnara, tíðnisvörun og Bode gröf. Aðgerðamagnarar og algengar gerðir rása sem byggja á þeim, mismunaháttar- og samháttarmerki, skekkjur í aðgerðamögnurum. Díóður og líkön þeirra, brotspenna og zener virkni díóða, afriðlar, klippirásir og klemmurásir með díóðum. Grunnvirkni tvískeyttra nóra (BJT) og feta (MOSFET), upprifjun úr eðlisfræði hálfleiðara, tengsl straums og spennu, stórmerkislíkön. Grunngerðir transistormagnara, smámerkisgreining, reglun DC vinnupunkts með afturvirkni, algengar magnararásir.

Námskeiðið byggir á verklegum æfingum með námskeiðinu Rafeindatækni 1. Framkvæmdar eru verklegar æfingar þar sem búnar eru til rafeindarásir, framkvæmdar mælingar og prófanir skv. verklýsingu. Skilað er skriflegum skýrslum um æfingarnar þar sem með skýrum og vönduðum hætti er gerð grein fyrir æfingunum og helstu niðurstöðum. Kennt er um virkni helsta búnaðar, íhluta og verkfæra í rafeindatækni og þjálfuð færni í notkun. Einnig er kynnt virkni helstu tækja, s.s. fjölmæla, sveiflusjár og merkjagjafa, og þjálfuð færni í notkun þeirra. Kynnt er hermun rafeindarása, s.s. með SPICE, og hermun notuð við greiningu rása.

Kerfislíffræði er þverfaglegt svið sem rannsakar líffræðileg fyrirbæri byggt á samverkandi líffræðilegum þáttum. Í kerfislíffræði er sérstök áhersla lögð á það hvernig líffræðileg kerfi breytast yfir tíma. Í þessu námskeiði munum við fjalla sérstaklega um þá þætti kerfislíffræðinnar sem snúa að heilsu og sjúkdómum manna.

Þetta námskeið mun kynna 1) notkun líkana fyrir líffræðileg ferli (bæði genastjórnunarlíkön og efnaskiptalíkön); 2) frumulíffræðileg fyrirbæri sem stuðla að samvægi (e. homeostasis), t.d. þroskun vefja og seiglu örvera og 3) greiningu á sameindamynstri sem finnast í stórum erfðagreiningargögnum, sem tengjast sjúkdómum í mönnum og geta nýst í flokkun sjúklinga og uppgötvun lífmerkja. Þannig mun námskeiðið fjalla um notkun kerfislíffræðilegra aðferða á þremur helstu stigum líffræðinnar, þ.e. á sameindum, frumum og lífverum.

Námskeiðið felur í sér lestur og túlkun vísindagreina, útfærslu reiknirita, vinnslu á rannsóknarverkefni og kynningu á vísindalegum niðurstöðum.

Fyrirlestrar munu samanstanda af bæði (1) kynningu á grunnhugtökum kerfislíffræðinnar og (2) tölvukennslu þar sem Python forritunarmálið er notað. Námskeiðið verður kennt á ensku.

Markmið: Að kenna nemendum að hanna vélbúnað sem byggir á stýritækni, rafbúnaði og aflliðum. Að tengja saman stýritækni, rafmagnsfræði og vélhlutafræði. Námsefni: Aflgjafar, drifbúnaður, færslukerfi, mælinemar, reglar og tölvustýringar. Vökvaþrýstikerfi, loftþrýstikerfi, færibönd, flutningakerfi og fiskvinnsluvélar.

Í námskeiðinu kynnast nemendur hugtökum og aðferðum við stikaframsetningu ferla s.s. Bezier-, Hermite- og NURBSferla.  Auk þess kynnast nemendur aðferðum við framsetningu þrívíðra þráð-, yfirborðs- og rúmmálslíkana.  Farið verður yfir notkun stikaframsetningar við þrívíða líkanagerð, gerð samsetningateikninga með pörunaraðferðum og samskipti mismunandi hugbúnaðslausna. 

Nemendur öðlast góða yfirsýn yfir þann hugbúnað sem býðst fyrir verkfræðilega hönnun og framleiðslu.  Auk þessa munu nemendur kynnast því nýjasta sem er að gerast á fagsviðinu, s.s. í greiningu,hermun, frumgerðasmíði og tölvustýrðri framleiðslu.  Nemendur kynnast þessu í gegnum gestafyrirlestra, heimsóknir og smáráðstefnu þar sem nemendur skrifa greinar og kynna nýjar og spennandi rannsóknaniðurstöður eða nýja tækni (út frá ritrýndum vísindagreinum).  

Samhliða fyrirlestrum beita nemendur efni námskeiðsins á opið hönnunarverkefni, smíða frumgerð, skila skýrslu og kynna verkefnið.

Markmið: Gera nemendur færa um: 1. Að skoða varmafræði í ljósi annars lögmáls varmafræðinnar. 2. Að skilja fræðilega vinnuhringi véla og hvernig hægt er að beita þeim til að reikna út afl þeirra. 3. Að skilja og meta nauðsyn loftræsikerfa. 4. Að skilja varmaefnafræði og meta og reikna varma, sem myndast við bruna. Námsefni: Vinna, varmi og umbreyting orku. Exergía og anergía. Orka, verð og gæði. Fræðilegir vinnuhringar varmavéla og kælivéla. Gufuvinnuhringir, nýting jarðvarma. Gasblöndur, rakt andrúmsloft, loftræsing og hreinlætistæki. Mollier rit. Varmaefnafræði, brennslufræði og efnahvörf, jafnvægi efnahvarfa. Ný orkukerfi. Dæmaæfingar og hönnunarverkefni.

Markmið:

1. Að kynna helstu hugtök varmaflutningsfræði og koma nemendum í skilning um hvernig varmaflutningur milli tveggja efna fer fram.

2. Að gera nemendur færa um að hanna varmaskipta.

Námsefni m.a.: Varmaleiðing, einvítt og tvívítt kerfi, stöðug og óstöðug varmaleiðni, töluleg greining tvívíddarkerfa. Ribbur og stækkaður hitaflötur. Efnisflutningur og varmaburður (convection), lag- og iðustreymi. Frjálst og þvingað streymi. Eiming og þétting. Varmageislun, lögmál Stefan-Boltzmanns og Plancks. Geislunareiginleikar efna. Formstuðull, geislaflutningur milli flata og geislunareiginleikar lofttegunda. Dæmaæfingar og hönnunarverkefni.

Valnámskeið fyrir BS- og MS-nemendur í verkfræði og raunvísindum.

Markmið:
Að taka þátt í hinu alþjóðlega Formula Student verkefni með því hanna og smíða rafknúinn kappakstursbíl frá grunni með það í huga að taka þátt í alþjóðlegum keppnum háskóla. Bíllinn er af Go-Kart gerð. Kröfur sem gerðar eru til slíks farartækis eru miklar og því mun það veita nemendum víðtæka reynslu af lausnum verkfræðilegra vandamála, sem er meginmarkmið verkefnisins.

Nemendum verður skipt í teymi sem hér segir: Stoðgrind/fjöðrun, vél/drif, rafbúnaður/skynjarar, bremsur/stýring og verkefnastjórnun/hönnunarsamræming. Einn leiðsögumaður úr hópi kennara verður tengiliður hvers teymis. Teymin vinna sjálfstætt en leiðsögumaður er teymum til halds og trausts og ber ábyrgð á námsmati.

Í hluta B fer sjálf smíði bílsins fram en sömu hópar sem unnu að áætlanagerð og hönnun starfa áfram að smíðavinnu og stjórnun verkefnisins skv. áætlun.  Einnig verður í hluta B lagt á ráðin um þátttöku í alþjóðlegri kappaksturskeppni háskóla.

Markmið: Að kynna nemendum kjarneðlisfræði og öreindafræði nútímans.

Námsefni: Innri gerð kjarnans, kjarnalíkön, geislavirkni, kjarnahvörf, víxlverkun geislunar og efnis, meðferð geislavirkra efna og áhrif geislunar á lifandi vefi, hraðlar og agnanemar. Víxlverkun og flokkun öreinda, viðtekið líkan öreindafræðinnar, sameining víxlverkana, kjarnar og öreindir í stjarneðlisfræði. Þrjár verklegar æfingar.

Nemendum eru kynntar aðferðir og grundvallarlögmál aflfræði, bylgjufræði og varmafræði til þeirrar hlítar að þeir geti beitt þeim við lausn dæma. 

Námsefni: Hugtök, einingar, tölur, víddir. Vigrar. Gangfræði. Hreyfifræði agna, tregða, kraftar og lögmál Newtons. Núningur. Vinna og orka og varðveisla orkunnar. Skriðþungi, árekstrar. Agnakerfi, massamiðja. Snúningur stjarfhlutar. Hverfiþungi og hverfitregða. Stöðufræði. Þyngd. Storka og straumefni, jafna Bernoullis. Sveiflur: Hreinar, deyfðar og þvingaðar. Bylgjur. Hljóð. Hitastig. Kjörgas. Varmi og fyrsta lögmál varmafræðinnar. Kvikfræði gasa. Óreiða og annað lögmál varmafræðinnar.

Athugið að kennslubókin fyrir námskeiðið er aðgengileg nemendum í gegnum Canvas án endurgjalds.

Gerðar eru 4 verklegar æfingar, þar sem áhersla er lögð á að kynna nemendum verklag við gagnasöfnun og gagnavinnslu. Viðfangsefnin eru einkum sótt í aflfræði, og þurfa nemendur að skila vinnubókum fyrir allar æfingarnar og einni lokaskýrslu, sem er meira í stíl vísindatímaritsgreinar.

Þetta er grunnnámskeið um stærðfræðigreiningu í einni breytistærð. Æskilegur undirbúningur er að nemendur hafi lokið námskeiðum á framhaldsskólastigi sem fjalla um algebru, rúmfræði, hornaföll, diffrun og heildun. Námskeiðið leggur grunn að skilningi á greinum á borð við náttúrufræði, verkfræði, hagfræði og tölvunarfræði. Umfjöllunarefni námskeiðsins eru meðal annars:

• Rauntölur.
• Markgildi og samfelld föll.
• Deildanleg föll, reglur um afleiður, hærri afleiður, hagnýtingar deildareiknings (útgildisverkefni, línuleg nálgun).
• Torræð föll.
• Meðalgildissetning, setningar l'Hôpitals og Taylors.
• Heildun, ákveðin heildi og reiknireglur fyrir þau, stofnföll, óeiginleg heildi.
• Undirstöðusetning stærðfræðigreiningarinnar.
• Hagnýtingar heildareiknings: Bogalengd, flatarmál, rúmmál, þungamiðjur.
• Venjulegar afleiðujöfnur: fyrsta stigs línulegar diffurjöfnur, annars stigs línulegar diffurjöfnur með fastastuðlum.
• Runur og raðir, samleitnipróf.
• Veldaraðir, Taylor-raðir.

Einingar til BS-prófs gilda aðeins fyrir annaðhvort REI201G  Stærðfræði og reiknifræði eða STÆ107G Línuleg algebra.

Fjallað er um undirstöðuatriði línulegar algebru yfir rauntölurnar.

Viðfangsefni: Línuleg jöfnuhneppi,fylkjareikningur, Gauss-Jordan aðferð.  Vigurrúm og hlutrúm þeirra.  Línulega óháð hlutmengi, grunnar og vídd.  Línulegar varpanir, myndrúm og kjarni.  Depilfargfeldið, lengd og horn.  Rúmmál í margvíðu hnitarúmi og krossfeldi í þrívíðu.  Flatneskjur, stikaframsetning og fólgin framsetning.  Hornrétt ofanvörp og einingaréttir grunnar.  Aðferð Grams og Schmidts.  Ákveður og andhverfur fylkja.  Eigingildi, eiginvigrar og hornalínugerningur.

Einingar til BS-prófs gilda aðeins fyrir annaðhvort TÖL101G Tölvunarfræði 1 eða TÖL105G Tölvunarfræði 1a.

Forritun í Python (sniðið að verkfræðilegum og raunvísindalegum útreikningum): Helstu skipanir og setningar (útreikningur, stýri-setningar, innlestur og útskrift), skilgreining og inning falla, gagnatög (tölur, fylki, strengir, rökgildi, færslur), aðgerðir og innbyggð föll, vigur- og fylkjareikningur, skráavinnsla, tölfræðileg úrvinnsla, myndvinnsla. Hlutbundin forritun: klasar, hlutir, smiðir og aðferðir. Hugtök tengd hönnun og smíði tölvukerfa: Forritunarumhverfi, vinnubrögð við forritun, gerð falla- og undirforritasafna og tilheyrandi skjölun, villuleit og prófun forrita.

Fjallað verður um tungumál stærðfræðinnar og frumatriði rökfræði og mengjafræði. Umfjöllun um rökfræði og mengjafræði er barnsleg (naive) en nógu nákvæm til að vera grundvöllur undir almenna notkun rökfræði og stærðfræði í stærðfræðinámi. Áhersla er á grunnhugtök eins og magnara, leiðingar, mengi, varpanir, eintæk og átæk. Þjálfun í að setja fram einfaldar sannanir.
Námskeiðið er kennt einu sinni í viku, 3 kennslustundir í senn. Skriflegt lokapróf verður í 12. kennsluviku. Nemendur vinna verkefni á misserinu sem gilda 30% af lokaeinkunn.

Markmið: Að kenna nemendum eiginleika, aðferðir og verklausnir í rafeindatækni og mælitækni og þjálfun í vinnubrögðum og aðferðum sem gagnast við framkvæmd mælinga í rannsóknum og gagnaöflun.

Námsefni: Farið er í ýmis undirstöðuatriði í rafeindatækni og eðlisfræði rafrása og mælitækni. Meðal annars eru skoðaðir eiginleikar jafnstraums- og riðspennurása, díóða og transistora. Farið er í virkni aðgerðamagnara og afturverkunar og rökrásir og eiginleikar stafrænna rása skoðaðir. Fjallað er um stafræna mælitækni, mögnun og síun. Alls eru gerðar 12 verklegar æfingar um eiginleika rafrása þar sem nemendur færa niðurstöður æfinga í dagbók án skýrslugerðar. Nemendur vinna verkefni í þróun örtölvustýrðra skynjararása ásamt hugbúnaði. 5 heimadæmi eru lögð fyrir á misserinu og prófað er skriflega úr efninu í lok námskeiðsins.

Markmið: Að kynna nemendum aðferðir og grundvallarlögmál rafsegulfræði og ljósfræði. Námsefni: Hleðsla og rafsvið. Lögmál Gauss. Rafmætti. Þéttar og rafsvarar. Rafstraumur, viðnám, rafrásir. Segulsvið. Lögmál Ampères og Faradays. Span. Rafsveiflur og riðstraumur. Jöfnur Maxwells. Rafsegulbylgjur. Endurkast og ljósbrot. Linsur og speglar. Bylgjuljósfræði.

Gerðar eru fjórar 4 tíma tilraunir og tvær 3ja tíma, í ljósfræði og almennri rafsegulfræði. Nemendur skila vinnubókum fyrir allar tilraunir og einni formlegri lokaskýrslu um eina 4 tíma tilraun.

Grundvallarhugtök í líkindafræði og tölfræði, stærðfræðileg undirstaða þeirra og beiting með tölfræðihugbúnaðinum R. 

• Líkindi, slembistærðir og væntigildi þeirra
• Mikilvægar líkindadreifingar
• Úrtök, lýsistærðir og úrtaksdreifing lýsistærða
• Metlar og öryggisbil
• Hugmyndafræði tilgátuprófa
• Mikilvæg tilgátupróf
• Línuleg aðhvarfsgreining

Í námskeiðinu er fengist við stærðfræðigreiningu falla af mörgum breytistærðum. Helstu hugtök sem koma vip sögu eru:

Opin mengi og lokuð. Varpanir, markgildi og samfelldni. Deildanlegar varpanir, hlutafleiður og keðjuregla. Jacobi-fylki. Stiglar og stefnuafleiður. Blandaðar hlutafleiður. Ferlar. Vigursvið og streymi. Sívalningshnit og kúluhnit. Taylor-margliður. Útgildi og flokkun stöðupunkta. Skilyrt útgildi. Fólgin föll og staðbundnar andhverfur. Ferilheildi, stofnföll. Heildun falla af tveimur breytistærðum. Óeiginleg heildi. Setning Greens. Einfaldlega samanhangandi svæði. Breytuskipti í tvöföldu heildi. Margföld heildi. Breytuskipti í margföldu heildi. Heildun á flötum. Flatarheildi vigursviðs. Setningar Stokes og Gauss.

Stærðargráðureikningur, kvarðasambönd og einingareikningar. Gerð grafa með matplotlib forritasafninu. Tvinntölur, sveiflur og Fourier-raðir. Aflfræði og tímaafleiður vigra. Hreyfing í agnar í pólhnitum. Afleiður, keðjureglan og ástandsföll. Stigsvið, vigursvið og tengls við rafsegulfræði. Setning Stokes, sundurleitnissetninging og lögmál Maxwells. Áhersla er lögð á hagnýtingar og lausnir verkefna.

Undirstöðuatriði almennrar skammtafræði og safneðlisfræði. Gerð atómsins. Atómkraftar og uppbygging efnisins. Borðalíkanið. Rafeiginleikar málma og hálfleiðara. Ljóseiginleikar hálfleiðara. Samskeyti hálfleiðara. P-N Tvistar og Schottky-tvistar. Rafsviðssmárar (FET) og nórar (BJT). CMOS. Ljóstvistar, sólarhlöð og hálfleiðaraleisar.

Markmið: Að kynna nemendum hugtök og aðferðir aflfræðigreiningar, sem beitt er í ýmsum greinum verkfræði og eðlisfræði.

Námsefni: Aflfræði Newtons, línulegar sveiflur, deyfðar og þvingaðar sveiflur. Ólínulegar sveiflur og ringl (chaos). Þyngdarsvið, þyngdarmætti og sjávarfallakraftar. Hnikareikningur, regla Hamiltons, jöfnur Lagrange og Hamiltons, alhnit og skorður. Miðlæg svið, brautir reikistjarna, stöðugleiki hringbrauta. Árekstrar massaagna í viðmiðunarkerfum vinnustofu og massamiðju. Tregðukerfi og önnur viðmiðunarkerfi hreyfingar, gervikraftar. Aflfræði stjarfra hluta, tregðufylki, höfuðásar hverfitregðu, horn Eulers, jöfnur Eulers um áhrif vægis á snúning hlutar, snúðhreyfing og stöðugleiki hennar. Tengdar sveiflur, eigintíðni og eiginhnit sveiflukerfa.

Í þessu námskeiði er fjallað um undirstöðuatriði skammtafræðinnar.

Aðdragandi skammtafræðinnar. Jafna Schrödingers, líkindatúlkun bylgjufallsins, stöðlun, skriðþungi og óvissulögmál, sístæð ástönd, einvíð skammtakerfi. Jafna Schrödingers í kúluhnitum, vetnisfrumeindin, hverfiþungi og spuni. Eins agnir og einsetulögmál Paulis. Tvístiga kerfi, útgeislun og ísog. 

Í námskeiðinu er fjallað undistöðuatriði um tvö svið stærðfræðigreiningar, tvinnfallagreiningu og afleiðujöfnur, með áherslu á hagnýtingu og útreikninga á lausnum.

Viðfangsefni: Tvinntölur og varpanir á svæðum í tvinntalnasléttunni. Föll af einni tvinnbreytistærð. Fáguð föll. Veldisvísisfallið, lograr, rætur og horn. Cauchy-setningin og Cauchy-formúlan. Samleitni í jöfnum mæli. Veldaraðir. Laurent-raðir. Leifareikningur. Hagnýtingar á tvinnfallagreiningu í straumfræði. Venjulegar afleiðujöfnur og afleiðujöfnuhneppi. Línulegar afleiðujöfnur  með fastastuðlum. Ýmsar aðferðir til að reikna út sérlausnir. Green-föll fyrir upphafsgildisverkefni. Línuleg afleiðujöfnuhneppi. Veldisvísisfylkið. Veldaraðalausnir og aðferð Frobeniusar. Laplace-ummyndun og notkun hennar við lausn á afleiðujöfnum. Leifaformúlur fyrir Fourier-myndir og andhverfar Laplace-myndir.

Python verkfæri tengd gagnaúrvinnslu og tímaraðagreiningu. Aðferð minnstu fervika, línuleg og ólínuleg aðhvarfsgreining. Fourier-ummyndanir, hraðar Fourier-ummyndanir, tíðnigreining og földun. Diffurjöfnur, m.a. Laplace jöfnur og notkun þeirra við lýsingu eðlisfræðilegra kerfa. Hlutafleiðjöfnur og jaðargildisverkni. Sértæk stærðfræðiföll og tengsla þeirra við mikilvæg eðlisfræðileg kerfi. Áhersla er lögð á hagnýtingar og lausnir verkefna.

Rafstöðufræði. Jöfnur Laplace og Poissons. Segulstöðufræði. Span. Jöfnur Maxwells. Orka rafsegulsviðs. Setning Poyntings. Rafsegulbylgjur. Sléttar bylgjur í einangrandi og leiðandi efni. Endurkast og brot bylgna. Útgeislun. Dreifing. Dofnun.

Markmið: Inngangur að eðlisfræði frum- og sameinda og ljósfræði. Námsefni: Rafeindaskipan frumeinda, lotukerfið, efnatengi og sameindir, snúnings- og titringsstig, víxlverkun ljóss og efnis, samhverfur og valreglur, skautun, geislahol og víxlmælar, litrófsgreining, ljósmögnun, leisar. Þrjár verklegar æfingar.

Markmið: Að kynna fyrir nemendum Fourier-greiningu og hlutafleiðujöfnur og hagnýtingu á þeim.

Lýsing: Fourier-raðir og þverstöðluð fallakerfi, jaðargildisverkefni fyrir venjulega afleiðuvirkja, eigingildisverkefni fyrir Sturm-Liouville-virkja, Fourier-ummyndun, bylgjujafnan, varmaleiðnijafnan og Laplace-jafnan leystar á ýmsum svæðum í einni, tveimur og þremur víddum með aðferðum úr fyrri hluta námskeiðsins, aðskilnaður breytistærða, grunnlausn, Green-föll, speglunaraðferðin.

Einingar til BS-prófs gilda aðeins fyrir annaðhvort REI201G Stærðfræði og reiknifræði eða STÆ405G Töluleg greining.

Undirstöðuhugtök um nálgun og skekkjumat. Lausn línulegra og ólínulegra jöfnuhneppa. PLU-þáttun. Margliðubrúun, splæsibrúun og aðhvarfsgreining. Töluleg nálgun afleiða og heilda. Útgiskun. Töluleg lausn upphafshafsgildisverkefna fyrir venjuleg afleiðujöfnuhneppi. Fjölskrefaaðferðir. Töluleg lausn jaðargildisverkefna fyrir venjulegar afleiðujöfnur.

Gefin er einkunn fyrir skriflegar úrlausnir á forritunarverkefnum og vegur hún 30% af heildareinkunn. Stúdent verður að hafa lágmarkseinkunn 5 bæði fyrir verkefni og lokapróf.

Markmiðið er að kynna nemendum frumatriði í eðlisfræði þéttefnis. Námsefni: Efnatengi, kristallsgerð þéttefnis, samhverfa kristallsgrinda, nykurgrind. Titringshættir kristalla, hljóðeindir, eðlisvarmi kristallsgrindar, varmaleiðni. Frjálsar rafeindir, borðalíkan þéttefnis, virkur massi. Málmar, einangrarar og hálfleiðarar.  Þrjár verklegar æfingar.

Grunnhugtök og stærðfræðilegar aðferðir í varmafræði, lögmál varmafræðinnar, varmafræðileg mætti, Maxwell vensl, jafnvægi, fasabreytingar, tölfræðileg varmafræði, kjörgas og raungas sameinda, eðlisvarmi, slembigangur og sveim, Bose og Fermi kjörgös.

Allt skriflegt efni er á ensku. Námskeiðið er kennt í 14 vikur.

Í námskeiðinu fá nemendur þjálfun í nútíma tilraunaeðlisfræði og rannsóknarvinnu. Gerðar eru 6 allviðamiklar tilraunir í tengslum við rannsóknir í eðlisfræði við Raunvísindastofnun Háskólans sem byggja á viðfangsefnum sem fjallað er um á öðru og þriðja ári í námi í eðlisfræði. Fyrirlestrar eru í nánum tengslum við þessi viðfangsefni og tilraunirnar hugsaðar til að auka skilning og færni í eðlisfræði og framkvæmd og skilningin flókinna tilrauna. Lögð er áhersla á sjálfstæð vinnubrögð í tilraunum og gagnaleit.

Fjallað verður um nanóagnir, nanóvíra og þunnar húðir. Ræktun þunnra húða þar með talið ræktunarhætti og flutningseiginleika í þunnum húðum. Greining nanóefna, ákvörðun á kristallagerð, agnastærð og formgerð yfirborðs þar sem beitt er smugsjá, kraftsjá, röntgengreiningu og rafeindasmásjám. Þróun rafeindatækni með sífelldri skölun smára, þar með talið MOSFET og finFET. Notkun kolefnis í nanótækni, graphene og kolrör. Lithography. Seguleiginleikar á nanó skala. Nanó-ljósfræði, plasmonics, metamaterials, möntull og ósýnileiki. Rafeindatækni sameinda.

Í námskeiðinu felast verkefni nemenda í því að starfa sem mentor fyrir þátttakendur á framhalds- og háskólastigi í verkefninu „Sprettur“. Mentorar sinna mikilvægu hlutverki við að styðja og hvetja aðra nemendur í námi og félagslífi. Hlutverk mentora er að skapa uppbyggjandi samband við þátttakendur, vera jákvæð fyrirmynd og taka þátt í sameiginlegum viðburðum sem skipulagðir eru innan Spretts. Mentor hlutverkið byggir á tengslamyndun og reglulegri samveru og felur í sér skuldbindingu gagnvart þeim nemendum sem mentor styður. 

Sprettur er stuðningsverkefni fyrir nemendur með erlendan bakgrunn sem óska eftir auknum stuðningi til að efla námsárangur og þátttöku í háskólasamfélaginu. Nemendur í námskeiðinu starfa sem mentorar og eru tengdir saman við þátttakendur með hliðsjón af sameiginlegum áhugasviðum. Mentorar vinna jafnframt saman í hópum og í samráði við kennara og umsjónaraðila verkefnisins. 

Nemendur geta valið að skrá sig í námskeiðið á haustönn, vorönn eða dreifa álaginu yfir báðar annir (allt skólaárið). Skipulag námskeiðsins tekur mið af þessu vali, en allar námskröfur eru þær sömu óháð annaskiptingu. Mentorar skipuleggja reglubundna samveru með þátttakendum í Spretti og verja að jafnaði þremur klukkustundum á mánuði í samveru með þátttakendum, þremur klukkustundum á mánuði í heimavinnuhópi og mæta í alls fimm málstofur.  

Nemendur skila dagbókarfærslum á Canvas og þurfa að hanna og framkvæma námsupplifun fyrir þátttakendur í Spretti. Dagbókarfærslur byggjast á lesefni og gagnrýnum hugleiðingum um mentorstarfið og eigin reynslu af þátttöku í verkefninu. Námskeiðið er kennt á íslensku og ensku. 

Að loknu námskeiði, og að uppfylltum öllum kröfum, fá nemendur 5 ECTS einingar auk formlegs vottorðs fyrir þátttöku og lok verkefnisins. 

Nemendur fylla út rafrænt umsóknareyðublað og umsjónarkennari hefur samband við umsækjendur.  

Frekari upplýsingar um verkefnið „Sprettur” má nálgast hér: www.hi.is/sprettur  

Lágmarks skráning til að námskeiðið verði kennt: 10

Almennur inngangur að nýsköpun og helstu tegundum hugverkaréttar, þar sem fjallað verður um: vörumerki og mikilvægi vörumerkjastjórnunar, hönnunarverndar og höfundarréttar, grunnatriði einkaleyfa og beitingu þeirra, viðskiptaleyndarmál og kröfur sem þarf að upfylla til þess að þekking teljist viðskiptarleyndarmál ásamt stuttri umfjöllun um leiðir til að vernda hugbúnaðarlausnir.

Í kjölfarið verður farið í heimsókn til Íslensku Hugverkastofunnar, þar sem nemendur hljóta innsýn í umsóknarferli hugverkaréttinda. Rætt verður um nýsköpunar- og tæknihagnýtingu (e. tech transfer), auk möguleika á opinberum styrkjum og tengslum við fjárfesta. Reynslusögur úr nýsköpunariðnaði verða nýttar til að veita nemendum innsýn í reynslu sprotafyrirtækja og stefnumótun á hugverkum í hugverkarétti.

Nemendur velja eina hugmynd að uppfinningu í byrjun annar, og vinna samhliða fyrirlestrum að þróun hennar. Nemendur skoða t.a.m. hvaða leiðir eru færar til að vernda uppfinninguna hugmyndarinnar og ákveða hvernig hugverkavernd er best að nota, hvernig hvaða þjónustu er hægt að nýta sér til að hraða á vexti hennar, hvernig er aðgengi að fjármögnun og setja fram langtímamarkmið.

(með fyrirvara um breytingar)

Nemandi velur í samráði við kennara verkefni í verkfræðilegri eðlisfræði, smíðar tæki, gerir mælingar, gagnaúrvinnslu og/eða les sér til um efnið eftir því sem við á. Að verkefni loknu skilar nemandi ritgerð um verkefnið og kynnir það með fyrirlestri. Miðað er við að verkefnið taki sem svarar 8 vinnuvikum. Verkefnin takmarkast ekki við að leiðbeinandi sé fastur kennari við eðlisfræðinámsbraut, þótt þar skuli ávallt vera umsjónarmaður með verkefninu.

Upplýsingar um skil á verkefni
Skil eru í maí fyrir júníbrautskráningu
Skil eru í september fyrir októberbrautskráningu
Skil eru í janúar fyrir febrúarbrautskráningu

Í upphafi misseris koma nemandi og leiðbeinandi sér upp tímalínu um skil á verkefni

Skil á fullbúnu verkefni til leiðbeinanda/umsjónarkennara er 10. maí/ september/ janúar

Skil nemanda inn á Skemmu eru í síðasta lagi 30. maí/ september/ janúar og senda þarf staðfestingu um samþykkt skil á nemvon@hi.is

Einkunn frá leiðbeinanda á að hafa borist skrifstofu í síðasta lagi 30. maí/ september/ janúar.

Nemandi velur í samráði við kennara verkefni úr fræðilegri eða verklegri eðlisfræði, smíðar tæki, gerir mælingar og/eða les sér til um efnið eftir því sem við á.  Að verkefni loknu skilar nemandi ritgerð um verkefnið og kynnir það með fyrirlestri. Miðað er við að verkefnið taki sem svarar 4 vinnuvikum. Yfirleitt geta allir kennarar námsbrautar í eðlisfræði tekið að sér umsjón með BS-verkefnum.

Námsefni: Forsendur og formgerð skammtafræðinnar. Einvíð kerfi. Hverfiþungi, spuni, tvístiga kerfi. Ögn í miðlægu mætti, vetnisatómið. Nálgunaraðferðir. Tímaóháður og tímaháður truflanareikningur. Dreififræði.

Þróun og framtíð smárása. Rafeindatækni, MOS-smárinn og CMOS. Framleiðsla smárása, ræktun hálfleiðara, oxun, íbæting hálfleiðara, sveim, jónaígræðsla, lithography, ræktun og æting þunnra húða, örörvar og örnemar.

Grundvallarhugtök atómkenningarinnar; atóm sameindir og jónir. Hlutföll í efnahvörfum. Efnafræði vatnslausna; sýru/basa- oxunar/afoxunar- og fellihvörf. Eiginleikar lofttegunda. Varmafræði; vermi, frjáls Gibbs orka, óreiða. Hraðafræði; hraði og leiðir efnahvarfa. Rafefnafræði og varmafræði rafkera. Efnajafnvægi; sýru/basa jafnvægi leysnimargfeldi og myndunarfasti girðitengja. Eðliseiginleikar lausna.

Námsmat: Sjá nánar í kaflanum um námsmat.

Markmið námskeiðsins er að gera nemendur færa um:

1. Að skilja helstu hugtök bókhalds, kostnaðarreiknings og fjárfestingarfræði.

2. Að nota aðferðir til að meta hagkvæmni verktæknilegra kosta.

3. Að gera reiknilíkan til að meta arðsemi fjárfestinga, virði fyrirtækja og verðleggja hlutabréf og skuldabréf.

Meðal námsefnis er  bókhald, kostnaðarreikningar, greining á fjárstreymi, fjárfestingarfræði, mælikvarðar á arðsemi, þar á meðal núvirði og innri vextir, og gerð  arðsemilíkana. Námskeiðinu lýkur með hópverkefnum þar sem nemendur æfa arðsemimat verkefna.

Í námskeiðinu eru kennd grunnatriði í verkefnastjórnun. Farið verður yfir grunnhugtök, umhverfi og val verkefna, áætlunargerð, eftifylgni, stjórnun verkefnateyma og lok verkefna. Nemendur fá þjálfun í gerð verkefnaáætlana og að takast á við áskoranir við framkvæmd og lok verkefna. Sérstök áhersla er á notkun verkefnastjórnunar við tækninýsköpun í skipuheildum.

Markmið:   Að kynna aflfræði samfelldra efna, vökvaaflfræði og varmaflutning og beitingu fræðanna á vandamál í eðlisfræði og jarðeðlisfræði. I. Spenna og aflögun, spennusvið, spennutensor, sveiging platna, efniseiginleikar, líkön: Fjaðrandi efni, seigt efni, plastískt efni.- II. Seigir vökvar, lagstreymi, iðustreymi, samfellujafna, jafna Navier-Stokes.- III. Varmaflutningur: Varmaleiðing, hræring vatns, varmaburður og jarðhiti. Dæmi tekin úr ýmsum greinum eðlisfræði, einkum jarðeðlisfræði.

Kennslusýn:  Til að standa sig vel í námskeiðinu þurfa nemendur að taka virkan þátt í umræðum, mæta í fyrirlestra, halda sjálf nemendafyrirlestra og skila verkefnum sem sett eru fyrir. Nemendur öðlast þekkingu í fyrirlestrunum en það er nauðsynlegt að gera verkefnin til að skilja og þjálfa notkun hugtakanna. Verkefnin eru samþættuð textanum í kennslubókinni og því er ráðlagt að gera æfingarnar þegar textinn er lesinn. Kennari munu reyna að gera hugtök og tungutak aðgengilegt, en það er ætlast til að nemendur læri sjálfstætt og spyrji spurninga ef eitthvað er óljóst eða óskýrt. Til að bæta námskeiðið og innihald þess er óskað eftir að nemendur taki þátt í kennslukönnunum, bæði miðmisseriskönnun og í lok annar.

Fjallað verður ítarlega um grundvallaratriði fyrri hluta almennrar lífefnafræði, einkum eiginleika og myndbyggingu stórsameinda.

Efni fyrirlestra: Viðfangsefni lífefnafræðinnar; millisameindahrif lífefna í vatnslausnum; amínósýrur, peptíðtengi og myndbygging próteina; svipmótun próteina og stöðugleiki; sykrur og fjölsykrur; fitur og frumuhimnur; himnuprótein; ensím og hraðafræðilegir eiginleikar ensíma og stjórn ensímvirkni; ensímhvötun og hvarfgangar ensíma; boðflutningar og helstu ferli; himnuviðtakar; samsetning kjarnsýra og myndbygging; DNA stöðugleiki. Gefin er hluteinkunn fyrir miðannarpróf sem hefur vægið 15% af heildrareinkunn.

Vinnulag
Fyrirlestrar tvisvar í viku; 2 x 40 mín.  Miðannarpróf gildir 15% af lokaeinkunn.  Ekkert verklegt.  Haldnir eru 2x 40 mín. dæmartímar vikulega.

Námsmat
Lokapróf (3 klst): 85 %
Miðannarpróf: 15 %

Kennslubók
Nelson D.L. & Cox M.M. Lehninger: Principles of Biochemistry, 8th Edition, 2021

Aukaefni:
Fyrirlestrarglærur (PowerPoint).
Ítarefni svo sem þurfa þykir.

Fyrirlestrar: Lögmál Mendels. Erfðamynstur. Kynlitningar, mannerfðafræði, umfrymiserfðir. Litningar, bygging litninga. Frumuskipting (mítósa og meiósa), lífsferlarTengsl, endurröðun og kortlagning gena í heilkjörnungum. Bakteríuerfðafræði. Kortlagning gena í heilkjörnungum, fernugreining. Arfgerð og svipgerð. Litningabreytingar. Erfðaefnið DNA. Eftirmyndun. Umritun. Próteinmyndun. Stjórn genastarfs. Erfðatækni. Erfðamengjafræði. Stökklar. Stökkbreytingar. Viðgerðir og endurröðun. Greiningartækni erfðavísinda. Tilraunalífverur.

Verklegar æfingar: I. Ávaxtaflugan Drosophila melanogaster. II. Mítósa í laukfrumum. III. Plasmíð og skerðiensím. IV.DNA mögnun. V. Grósekkir Sordaria fimicola.

Próf: Verklegt og dæmatímar 25%, skriflegt 75%. Lágmarkseinkunnar er krafist í báðum prófhlutum.

Frumulíffræðin eru fyrirlestrar (4f á viku í 14 vikur): Inngangur að frumulíffræði, bygging og þróun heilkjörnunga. Megináherslan er á heilkjörnunga. Efnafræði fruma og orkubúskapur, gerð og eiginleikar stórsameinda. Bygging og hlutverk frumuhluta sem dæmi frumuhimnu, kjarna, hvatbera, grænukorna, frumugrindar, golgíkerfis, leysikorna og oxunarkorna. Stjórnkerfi og boðleiðir innan frumu og samskipti milli fruma ásamt frumusérhæfingu og krabbameinum. Utanfrumuefni er fjallað ítarlega um og grunnatriði ónæmisfræði.

Kynning á rafrænum merkjum, eiginleikum og mælingu þeirra.
Umfjöllun um mæliskekkjur og útbreiðslu þeirra í mælikerfum
Aflgjafar og merkjagjafar.
Kynning á skynjurum sem breyta mældum stærðum í rafmerki.
Kynning á einstökum hlutum mælikerfa.
Rafmælingar með hliðrænum og stafrænum fjölmælum.
Mælingar með sveiflusjám.
Mælingar á viðnámum, spólum og þéttum með fjölmælum, sveiflusjám og mælibrúm.
Truflanir og takmörkun þeirra.
Viðnám, þéttar, spólur og aðrir íhlutir, uppbygging þeirra, litakóðar, meðferð hálfleiðara.
Rafkerfi húss og tilraunastofu, meðferð rafmagns og tækja í tilraunastofu.
Slysahætta, umgengnisreglur.
Heimadæmi og heimaverkefni.
Verklegar æfingar í tilraunastofu.
Hönnunarverkefni: Hönnun mælibúnaðar.

Námskeiðið er á haustmisseri og er þannig sett upp að vikulega eru tveir fyrirlestrar, unnar eru þrjár verklegar æfingar á misserinu og nemendur fá tvö smíðaverkefni þar sem þeir eiga að setja saman rafeindarásir og fá þær til að virka á réttan hátt. Fyrra smíðaverkefnið er mjög einfalt þar sem fólk lærir t.d. að lóða saman íhluti skv. gefinni teikningu en í seinna verkefninu fá nemendur frjálsar hendur og þurfa að hanna rás sem mælir einhverja stærð og framkvæmir aðgerðir á grundvelli mælingarinnar. Nemendur skila skýrslu um bæði verkefni og einnig myndbandi um seinna verkefnið. Auk þessa verður lagt fyrir einfalt mælingaverkefni þar sem nemendur safna mæligildum og vinna þau tölfræðilega. Hið einfalda fyrra smíðaverkefni er ætlað hverjum nemanda en seinna verkefnið mega nemendur vinna allt að fjórir saman. Algengast hefur verið að þrír nemendur vinni saman í hópi.

Helstu atriði magnara gerða úr samrásum (integrated circuits) og samanburður við rásir samsettar úr aðskildum íhlutum (discrete components). Algengar rásaeiningar sem notaðar eru í samrásamögnurum, s.s. straumspeglar, mismunapör, kaskóðumagnarar, fjölstigamagnarar og útgangsstig. Hátíðnieiginleikar magnara, afturverkun og Miller virkni. Unnið er með framangreind atriði jöfnum höndum fyrir MOS og BJT rásir. Jafnhliða kennslu yfir misserið vinna nemendur í hópum að hönnunarverkefnum þar sem beitt er fræðilegri þekkingu, hönnun og prófun rafeindarása.

Markmið: Að nemendur fræðist um framleiðsluferli í efnistækni. Að hvetja nemendur til að hugsa um möguleika Íslands til að hagnýta endurnýjanlega orku. Farið verður yfir framleiðsluferli í íslenskum framleiðslufyrirtækjum, t.d. framleiðslu kísiljárns, rafgreiningu áls, framleiðslu steinullar og fleira. Kynnt verða ýmis stærri framleiðsluferli í efnistækni, með sérstakri áherslu á þau ferli sem þykja fýsilegur kostir á Íslandi. Lögð verður áhersla á að nemendur fái yfirsýn yfir framleiðsluferlin, hráefni, orkugjafa/orkuþörf, framleiðsluaðferðir, mengun, afurðir o.fl. Einnig verður rætt um efnahagslegan bakgrunn, þ.e. kostnað, hagnað og markaðssveiflur. 1-2 stór hagnýt verkefni eru unnin samhliða fyrirlestrum allt misserið og farið er í vettvangsferðir.

Markmið námskeiðsins er að kenna grundvallaratriði efnisfræði þannig að nemandi verði fær um að skilja hegðun efna og velja réttu efnin fyrir viðfangsefni sín. Fræðilegur grundvöllur er gefinn fyrir skilningi á hegðun efnisins út frá smásæjum sjónarhóli.
Námsefni m.a.: kristalgerðir málma, kristalveilur, atómsveim, aflfræðilegir eiginleikar, bjögun og hersluaðferðir málma, brot og málmþreyta, fasalínurit, fasahvörf, forsendur tæringar og fyrirbygging hennar. Nokkrir efnisflokkar eru teknir fyrir sérstaklega, svo sem stál, ál og aðrir léttmálmar og fjallað er um framleiðslu þeirra, eiginleika og notkunarsvið. Aðrir efnisflokkar, svo sem fjölliðuefni, keramíkefni og samsett efni eru kynntir og bornir saman við málma.
Í námskeiðinu eru dæmaæfingar og verklegar tilraunir.

Markmið: Að nemendur þekki tæringu sem rafefnafræðilegt hvarf, geti lagt mat á tæringarhættu mismunandi málma við mismunandi aðstæður og kunni skil á aðferðum til tæringarmælinga og tæringarvarna. Námsefni: Tæring sem rafefnafræðilegt hvarf, áhrif spennu- og straumbreytinga. Tæringarflokkar, samhengi við málmgerðir og áhrif umhverfis. Aðferðir til tæringarmælinga; vigttap, rafefnafræðilegar aðferðir (electrochemical corrosion measurements) og viðnámsmælingar (electrical resistance). Möguleikar og takmarkanir aðferða til að mæla tæringarhraða og meta tæringarferli. Aðferðir til tæringarvarna.

Námskeiðið er kennt annað hvert ár þegar ártal endar á slétri tölu.

Markmið:

1. Að kynna helstu hugtök straumfræðinnar og koma nemendum í skilning um hvernig stærðfræði er beitt við flókin viðfangsefni og hvernig hægt er að fá nálgunarlausnir með einföldun án þess að tapa miklu í nákvæmni.

2. Að gera nemendur færa um að beita straumfræðinni til þess að reikna mótstöðu hluta og þrýstifall í pípum.

3. Að þjálfa þá í að beita mæliaðferðum í straumfræði.

4. Að beita þverfaglegri þekkingu á helstu sviðum vélaverkfræðinnar.

Námsefni m.a.: Eiginleikar kvikefna (vökva og lofttegunda). Þrýstingur og kraftasvið í kyrrstæðum vökvum, þrýstingsmælar. Rennslisfræði, samfellujafna, skriðþunga- og orkujafna. Hreyfijafna Bernoullis. Víddargreining og líkanlögmál. Tvívítt streymi, seigjulausir vökvar, jaðarlög, lag- og iðustreymi, vökvamótstaða og formviðnám. Streymi þjappanlegra vökva, hljóðhraði, Mach tala, hljóðbylgjur, lögun túðu fyrir yfirhljóðhraða. Rennsli í opnum og lokuðum farvegum. Dæmaæfingar og verklegar tilraunir.

Valnámskeið fyrir BS- og MS-nemendur í verkfræði og raunvísindum.

Markmið:
Að taka þátt í hinu alþjóðlega Formula Student verkefni með því hanna og smíða rafknúinn kappakstursbíl frá grunni með það í huga að taka þátt í alþjóðlegum keppnum háskóla. Bíllinn er af Go-Kart gerð. Kröfur sem gerðar eru til slíks farartækis eru miklar og því mun það veita nemendum víðtæka reynslu af lausnum verkfræðilegra vandamála, sem er meginmarkmið verkefnisins.

Nemendum verður skipt í teymi sem hér segir: Stoðgrind/fjöðrun, vél/drif, rafbúnaður/skynjarar, bremsur/stýring og verkefnastjórnun/hönnunarsamræming. Einn leiðsögumaður úr hópi kennara verður tengiliður hvers teymis. Teymin vinna sjálfstætt en leiðsögumaður er teymum til halds og trausts og ber ábyrgð á námsmati.

Hluti A snýst um undirbúning verkefnisins, áætlanagerð og hönnun bílsins.

Helstu aðferðir hefðbundinnar sjálfvirkrar stýritækni. Líkön ýmissa kerfa á formi yfirfærslufalla og ástandsjafna, hermun, tíma- og tíðnisvörun kerfa. Eiginleikar stýrikerfa með afturvirkni, stöðugleiki, næmni, þol gegn truflunum, skekkjustuðlar. Stöðugleikagreining, regla Routh. Greining og hönnun með rótarferlum og í tíðnirúmi, fasaflýtir, fasaseinkari, PID stýringar. Tölvustýrð kerfi, A/D og D/A breytur, vörpun á samfelldum stýringum yfir á stakrænt form. Greining og hönnun stakrænna kerfa.

Nemandi velur í samráði við kennara verkefni í verkfræðilegri eðlisfræði, smíðar tæki, gerir mælingar, gagnaúrvinnslu og/eða les sér til um efnið eftir því sem við á. Að verkefni loknu skilar nemandi ritgerð um verkefnið og kynnir það með fyrirlestri. Miðað er við að verkefnið taki sem svarar 8 vinnuvikum. Verkefnin takmarkast ekki við að leiðbeinandi sé fastur kennari við eðlisfræðinámsbraut, þótt þar skuli ávallt vera umsjónarmaður með verkefninu.

Upplýsingar um skil á verkefni
Skil eru í maí fyrir júníbrautskráningu
Skil eru í september fyrir októberbrautskráningu
Skil eru í janúar fyrir febrúarbrautskráningu

Í upphafi misseris koma nemandi og leiðbeinandi sér upp tímalínu um skil á verkefni

Skil á fullbúnu verkefni til leiðbeinanda/umsjónarkennara er 10. maí/ september/ janúar

Skil nemanda inn á Skemmu eru í síðasta lagi 30. maí/ september/ janúar og senda þarf staðfestingu um samþykkt skil á nemvon@hi.is

Einkunn frá leiðbeinanda á að hafa borist skrifstofu í síðasta lagi 30. maí/ september/ janúar.

Nemandi velur í samráði við kennara verkefni úr fræðilegri eða verklegri eðlisfræði, smíðar tæki, gerir mælingar og/eða les sér til um efnið eftir því sem við á.  Að verkefni loknu skilar nemandi ritgerð um verkefnið og kynnir það með fyrirlestri. Miðað er við að verkefnið taki sem svarar 4 vinnuvikum. Yfirleitt geta allir kennarar námsbrautar í eðlisfræði tekið að sér umsjón með BS-verkefnum.

Þróun og framtíð smárása. Rafeindatækni, MOS-smárinn og CMOS. Framleiðsla smárása, ræktun hálfleiðara, oxun, íbæting hálfleiðara, sveim, jónaígræðsla, lithography, ræktun og æting þunnra húða, örörvar og örnemar.

Þörfin á takmörkuðu afstæðiskenningunni (ljósútbreiðsla og lykiltilraunir í sögunni). Takmarkaða afstæðiskenning Einsteins, tímalenging og lengdarstytting. Rúmfræði tímarúmsins (Minkowski rúmið), Lorentzummyndunin og orsakasamhengi. Hreyfifræði, aflfræði og rafsegulfræði í takmörkuðu afstæðiskenningunni.
Stutt kynning á almennu afstæðiskenningunni.

Markmið er að kynna takmörk einnar einda kenninga um þéttefni og skoða víxlverkun einda. Námsefni: Raf- og segulsvörun í einangrandi og hálfleiðandi efni. Rafeindaflutningur, Boltzmann jafnan og slökunartímanálgun. Takmörk einnar einda kenninga. Víxlverkun og fjöleindanálgun. Skiptaverkun og seguleiginleikar þéttefnis, Heisenberg líkanið, spunabylgjur. Ofurleiðni, BCS kenningin og jafna Ginzburg-Landau.

Markmið: Að veita nemendum trausta grunnmenntun í varmafræði. Námsefni: Grunnhugtök og stærðfræðiaðferðir varmafræði. Núllta lögmálið. Vinna, varmi og fyrsta lögmál varmafræðinnar. Kjörgas, raungas, ástandsjöfnur og ástandsmyndir. Töflur og línurit yfir varmafræðilega eiginleika vatns og gufu. Óreiða og annað lögmál varmafræðinnar. Altækur hitakvarði. Óreiða og hámarksvinna. Aðgengileg orka (exergy). Varmavélar og vinnuhringir. Kælivélar og varmadælur. Legendre-umskipti og varmafræðileg mætti, Maxwell-vensl. Jafnvægisskilyrði. Fasabreytingar og Clapeyron-jafna, Joule-Thomson-útþensla. Efnablöndur og efnahvörf: Efnamætti, blöndur af kjörgösum, jafnvægisfastar fyrir efnahvörf kjörgasa, massaverkunarlögmálið, jafna van t'Hoffs. Þriðja lögmál varmafræðinnar.

Markmið: Að kynna undirstöðuatriði og aðferðir stjarneðlisfræðinnar. Áhersla er lögð á notkun eðlisfræði við líkanagerð og útskýringar á stjarnfræðilegum fyrirbærum. Námsefni m.a.: Eðli sólstjarna. Ástandsjafna, orkuframleiðsla og orkuflutningur. Geislun. Gerð og þróun sólstjarna. Hamfaraskeið í þróun þeirra: Þyngdarhrun og stjörnusprengingar. Eðlisfræði hvítra dverga, nifteindastjarna og svarthola. Þéttstæð tvístirni og röntgenstjörnur. Tifstjörnur. Vetrarbrautir af ýmsum gerðum, myndun þeirra og þróun. Virkni í kjörnum vetrarbrauta. Efnið milli stjarnanna. Segulsvið í geimnum. Geimgeislar. Valin atriði úr heimsfræði.

Kynning á ferlum og almennt um efnis- og orkujafnvægi í iðnaðarferlum. Greining á hegðun gastegunda, gas-vökvakerfa og fasajafnvægi. Massa- og orkujafnvægi í kerfum með og án efnahvarfa.

Greinagóð kynning á hvernig tölvuforrit (eins og t.d. Aspen) er notað til að herma, hanna og besta ýmis konar efnaferla í efnaiðnaði. Kennt er hvernig hægt er að velja, besta, og setja saman efnahvarfklefa, sem og búnað til að aðskilja myndefni og búnað fyrir varmaskiptin í ferlinu. Kynnt verða hugtök og lögmál til að meta hagkvæmni efnaferilins.