环境科学和物理学 BSc (Hons)

University of Keele - 基尔大学

本模块将为你提供与环境科学和地球科学方面相关的基本化学知识和技能。化学的教学参考了适当的背景，并与环境案例研究（如垃圾填埋场、酸雨）并行，该模块的定量方面通过科学计算的教学课程来支持。成功完成该模块的学生将能够使用和解释相关的化学词汇、符号、信息和表述，进行科学计算，认识和使用分析化学实验室仪器和仪表，保持实验室日记，使用电子表格处理、分析和呈现科学数据，以及撰写科学报告。一系列的学习活动旨在启动基尔大学毕业生属性的发展进程，强调高标准的书面交流、信息素养、表达和计算能力。

这个4级模块在第二学期进行。它探讨了振荡和波浪现象的物理原理和数学描述，这在经典和现代物理学和天体物理学的许多领域都有应用。该模块要求学生牢固掌握第四级力学中所涉及的材料，并为第五级和第六级的光学、量子力学和电磁学等更高级课题的处理奠定基础。该课程包括一个数学部分，其中教授和练习物理学中经常使用的基本技术。还有一个实验室部分，涉及工作台、计算和通信练习。

这个4级模块建立在A-level物理学的基础上，采用熟悉的力学主题，但将其融入基于微积分的数学，从而为物理学和天体物理学学位奠定基础。主题包括狭义相对论、线性力学、旋转力学和重力。该模块培养学生在物理和天体物理情况下应用物理原理和数学技术的技能。

这个4级模块在第一学期进行，提供了对学科材料的介绍，弥补了大学预科学习和大学物理/天体物理课程第一年的差距。它探讨了固体和气体物质的性质，从经典的图片到量子描述的需要。它为第二年更高级的量子物理学、热力学和固态物理学的研究奠定了基础。

本模块旨在向学生介绍与环境科学相关的基本地质学原理和概念，包括固体地球的性质及其材料（矿物和岩石）、大规模的地球过程、与环境科学相关的沉积岩的特性以及基本地质学技能。

这个4级模块在第二学期进行。它探讨了电、磁、直流和交流电路的物理原理和数学描述，这些在物理学和电子学中都有应用。该模块为6级时处理电磁学中更高级的课题奠定了基础。该模块包括一个数学部分，其中教授和练习了物理学中经常使用的基本技术。还有一个实验室部分，涉及到工作台工作、计算和通信练习。

本模块旨在介绍和促进一系列与环境科学和可持续发展的跨学科研究有关的技能和技术的发展。它将使学生发展对环境问题和争议的性质、原因和范围的认识，以及对在寻求解决方案时应用的各种方法、工具和过程的理解。该模块将为学生提供实践机会，发展成功完成该课程所需的关键技能，包括大量接触不同的实地方法。

本模块从科学的角度提供关于人类活动对地球及其系统和过程影响的知识和理解。特别强调的是水、空气、土壤和生物群（植物和动物）。在过去的一个世纪里，由于人类活动而产生了许多环境问题，包括全球气候变化、水污染、土壤退化、栖息地丧失、多样性丧失和空气污染。这些问题反过来又会影响到人类的健康和福祉，因此管理这些问题既有利于人类，也有利于大环境。本模块的一个重要特点是，它解决了缓解或应对人类影响造成的环境问题的策略。

本模块探讨了几何光学、物理光学和热力学中关键课题的理论和应用。热力学主题包括热力学平衡、热容量、第一、第二和第三定律、热引擎、熵、热力学势和相变。光学课题包括折射面、薄透镜和简单的光学系统、干涉、衍射和偏振。还有一个实验部分，目的是提高实验和交流技能。

核和粒子物理学的关键课题，包括标准模型、守恒定律、费曼图、核的性质和核模型（壳和集体状态），包括核结合能（半经验质量公式）和能级，放射性衰变，包括选择规则，以及核反应，包括裂变和聚变。还有一个实验室部分，目的是提高实验和交流技能.

本模块提供了实验设计和取样策略开发的实践经验和理论理解，使用分析仪器来描述环境介质（如空气、水、土壤、生物群）和数据的解释。培养的知识和技能与环境管理、监管、咨询和研究的职业高度相关。

该模块不仅为学生在第三年的研究项目做准备，而且为他们未来在环境和可持续发展部门工作的职业生涯做准备。该模块从观察世界和进行研究的不同方式开始，到自然和社会科学中不同形式的数据收集所需的技能和技术，并研究分析这些数据的方法。这些技术是在对当地的一个发展项目进行环境影响评估的背景下教授的。此外，该模块还包括一个为期6-8天的住宿实地课程，学生们在这里将他们的环境科学和可持续性问题的理论知识以及研究技能付诸实践，以便研究一系列环境科学和可持续性问题及其在 "现实世界 "的解决方案.

本模块旨在培养学生在环境科学和环境与可持续性领域的研究技能。学生将运用他们对研究方法和技能的理解，为他们的第三年独立项目设计他们自己的研究项目，并通过住宿实地课程在 "真实世界 "进行研究。

本模块探讨了统计力学和固体物理学中关键课题的理论和应用。还有一个实验部分，旨在提高实验和交流技能。

本模块向学生介绍了量子理论及其在原子物理学中的应用，并让他们掌握解决量子力学和原子理论中一些简单问题的技能。这些技能和知识被用来研究量子理论的应用和例子，如扫描隧道电子显微镜和恒星的核聚变。该模块的特点是数学部分，包括使用各种坐标系、线性代数、傅里叶方法和矢量微积分。

这个论文模块为学生提供了机会，通过独立研究，在导师的指导下，通过定期的个人监督会议，深入研究他们选择的环境科学或环境与可持续发展的适当领域。

学生进行一个主要项目。这些项目可以是实验性的、计算性的或理论性的。项目涉及实验、分析和报告技能的发展。学生将在第6周结束时制作一个项目计划，在第12周结束时制作一份进度报告。这些将由工作人员和同行伙伴进行格式化评估。学生将在第23周结束前制作一份最终报告，以进行总结性评估。

本模块基于麦克斯韦方程，对电磁波和电磁场进行经典描述。该模块首先回顾了麦克斯韦方程的积分形式，然后转向高斯和斯托克斯定理，并将麦克斯韦方程概括为更强大的微分形式。然后，这些方程被用来探讨真空中电磁波的特性，然后再探讨导电和非导电介质中的电磁波。电磁场在介质界面上的行为被描述出来，我们看到简单的物理学，如反射和折射定律是麦克斯韦方程的基本结果。该模块通过电磁势的概念、规整变换、电磁波的产生以及电磁学和相对论之间的深刻联系，作为物理学中更高级课题的介绍。该课程有重要的数学内容，特别是在处理偏微分方程以及使用矢量微积分的方法在三个维度和几个坐标系中处理矢量和标量场的性质。