Επιλογή Σελίδας

Περίγραμμα:

Υ/ΕΥΚατ’ επιλογή υποχρεωτικό μάθημα
Τ/Π: Τεχνολογικό μάθημα
Κατηγορία: Μάθημα Ειδικής Υποδομής   
Ώρες: Θεωρία: 2, Εργαστήριο: 2, Σύνολο: 4
Φόρτος Εργασίας: 7.0
Πιστωτικές Μονάδες/ECTS: 4.0

 

Σκοπός μαθήματος: Ο σκοπός του μαθήματος είναι να κατακτήσουν οι σπουδαστές τις βασικές αρχές της Σύγχρονης Φυσικής και να ξεπεράσουν την αντίληψη του μαύρου κουτιού για μια σειρά από σύγχρονες συσκευές και διατάξεις που λειτουργούν με βάση τις αρχές αυτές.

Περιγραφή μαθήματος: Ενοτητα-1: Από την Κλασική στη Σύγχρονη Φυσική. Ακτινοβολία Μελανού Σώματος. Ερμηνεία του Planck – Φωτόνια. Θερμομέτρηση Αστέρων. Φωτοηλεκτρικό Φαινόμενο. Ερμηνεία του Einstein – Φωτόνια. Φωτοκύτταρο, Φωτοανιχνευτής. Κβάντωση Ενέργειας. Δυϊσμός Φωτός. Ακτίνες-Χ. Ακτινογραφία Οστών. Ατομικός Πυρήνας. Πείραμα Rutherford. Γραμμικά Φάσματα. Ατομικό Πρότυπο Bohr. Φάσμα Υδρογόνου. Αρχή de Broglie. Περίθλαση ηλεκτρονίων (Davisson-Germer). Ενότητα-2: Βασικές Εννοιες Κβαντικής Μηχανικής. Κυματοσυνάρτηση. Αβεβαιότητα και Πιθανότητα. Αρχή του Heisenberg. Εξίσωση Schrödinger. Επίλυση εξίσωσης Schrödinger. Ηλεκτρόνιο σε κουτί. Πηγάδια Δυναμικού. Ηλεκτρονικές Διατάξεις Κβαντικών Πηγαδιών. Φραγμός Δυναμικού. Φαινόμενο Σήραγγας. Μικροσκόπιο Σάρωσης-Διέλευσης. Ηλεκτρονική Δίοδος Σήραγγας. Ηλεκτρονική Δίοδος Συντονισμού Σήραγγας. Ενότητα-3: Άτομα, Μόρια, Στερεά. Άτομο Υδρογόνου. Ατομικά τροχιακά. Διέγερση και Αποδιέγερση. Εφαρμογή : Αρχή λειτουργίας LASER (Ru, He-Ne, UV). Χημικός Δεσμός. Ενεργειακές Ζώνες Κρυστάλλων: Αγωγοί, Μονωτές και Ημιαγωγοί. Νανοϋλικά και Τεχνολογική αξιοποίηση σε ηλεκτρονικές, οπτικές, μαγνητικές και σπιντρονικές διατάξεις. Ενοτητα-4: Πυρηνική Φυσική και τεχνολογία. Δομή Πυρήνα. Ενέργεια Σύνδεσης και πυρηνική Σταθερότητα. Ραδιενέργεια και Ακτινοβολία α,β,γ. Βιολογική Επίδραση Ακτινοβολίας. Απαριθμητής Geiger.

Εφαρμογές Πυρηνικής Φυσικής: Ραδιοχρονολόγηση με άνθρακα. Ακτινοθεραπεία. Πυρηνικός Μαγνητικός Συντονισμός και Μαγνητική Απεικόνιση στην Ιατρική. Πυρηνική Διάσπαση (Σχάση). Αλυσωτές Αντιδράσεις. Πυρηνικοί Αντιδραστήρες. Πυρηνική Σύντηξη και το Ενεργειακό Πρόβλημα.

Μεθοδολογία διδασκαλίας: Για το θεωρητικό μέρος του μαθήματος πραγματοποιούνται διαλέξεις ενώ το εργαστηριακό μέρος πραγματοποιείται μέσω της προετοιμασίας και παρουσίασης εργασιών από μικρές ομάδες φοιτητών (1-2 άτομα) στη θεματική περιοχή της Σύγχρονης Φυσικής και των τεχνολογικών εφαρμογών της. Η ιστοσελίδα του μαθήματος έχει αναρτηθεί στο e-class (http://eclass.aspete.gr/courses/GM145/), όπου υπάρχουν σημειώσεις του διδάσκοντα, οδηγός μελέτης της θεωρίας καθώς και οδηγίες και βοηθητικό υλικό για την επιλογή και οργάνωση της εργασίας που προβλέπει το εργαστηριακό μέρος του μαθήματος.

Περιγραφή εργαστηρίου: Οι φοιτητές χωρίζονται σε μικρές ομάδες με δική τους επιλογή και επιλέγουν ένα από τα προτεινόμενα από τον διδάσκοντα θέματα για επεξεργασία. Κατά τη διάρκεια του εξαμήνου γίνεται συζήτηση επί των προβλημάτων που αντιμετωπίζουν στην αναζήτηση πληροφοριών σχετικές με το θέμα της εργασίας τους καθώς και στην αξιολόγηση και ταξινόμηση αυτών. Προς το τέλος του εξαμήνου οργανώνεται το πρόγραμμα των παρουσιάσεων των εργασιών από τους φοιτητές παρουσία όλου του τμήματος.