ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ (Εκπ. Μηχανολόγων Μηχανικών) (ΜΟ903)
Διδάσκοντας (2023-24): Δ. Κεχράκος
Η σύγχρονη τεχνολογία βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στην αξιοποίηση των φαινομένων που διέπουν το μέρος του μικρόκοσμου που καλύπτει την ατομική και υποατομική κλίμακα. Φωτόνια, ηλεκτρόνια, άτομα, πυρήνες και συστατικά σωματίδια πυρήνων αποτελούν τα βασικότερα σωματίδια, τα φυσικά χαρακτηριστικά των οποίων και οι μεταξύ τους αλληλεπιδράσεις (δυνάμεις) καθορίζουν τη λειτουργία σύγχρονων συσκευών και διατάξεων. Σαν μερικά χαρακτηριστικά παραδείγματα αναφέρουμε το φωτοκύτταρο, το laser, το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, τη δίοδο συντονισμού σήραγγας (resonant tunneling diode), τις κεφαλές μαγνητικής ανάγνωσης, το μαγνητικό τομογράφο, τον τομογράφο ποζιτρονίων, κλπ. Οι εφαρμογές αυτές προέκυψαν από μακροχρόνια έρευνα που διαμόρφωσε το κομμάτι αυτό της Φυσικής που αναφέρουμε με τον όρο Σύγχρονη Φυσική. Η Σύγχρονη Φυσική περιλαμβάνει τη μετα-Νευτώνεια Μηχανική, που άρχισε να αναπτύσσεται μετά το 1900 και συγκεκριμένα τη θεωρία της Σχετικότητας, την Κβαντική Μηχανική (ΚΜ) και την εφαρμογή της στην Φυσική της Συμπυκνωμένης Υλης (Στερεών και Υγρών), την Ατομική Φυσική, και την Πυρηνική Φυσική. Το μάθημα της Σύγχρονης Φυσικής εισάγει τούς σπουδαστές στις έννοιες και τα φαινόμενα της Κβαντικής Μηχανικής και στην τεχνολογική αξιοποίηση τους. Η παρουσίαση της ύλης ακολουθεί την ιστορική εξέλιξη των ιδεών και των αντιστοίχων εφαρμογών. Το επίπεδο παρουσίασης διαητρείται σε βασικό επίπεδο από πλευράς μαθηματικής πολυπλοκότητας ενώ η έμφαση δίνεται στην κατανόηση των φυσικών ιδεών και την τεχνολογική τους αξιοποίηση παρουσιάζοντας τις αρχές λειτουργίας συσκευών και διατάξεων. Τελικός 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.
Λιγότερα
Η σύγχρονη τεχνολογία βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στην αξιοποίηση των φαινομένων που διέπουν το μέρος του μικρόκοσμου που καλύπτει την ατομική και υποατομική κλίμακα. Φωτόνια, ηλεκτρόνια, άτομα, πυρήνες και συστατικά σωματίδια πυρήνων αποτελούν τα βασικότερα σωματίδια, τα φυσικά χαρακτηριστικά των οποίων και οι μεταξύ τους αλληλεπιδράσεις (δυνάμεις) καθορίζουν τη λειτουργία σύγχρονων συσκευών και διατάξεων. Σαν μερικά χαρακτηριστικά παραδείγματα αναφέρουμε το φωτοκύτταρο, το laser, το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, τη δίοδο συντονισμού σήραγγας (resonant tunneling diode), τις κεφαλές μαγνητικής ανάγνωσης, το μαγνητικό τομογράφο, τον τομογράφο ποζιτρονίων, κλπ. Οι εφαρμογές αυτές προέκυψαν από μακροχρόνια έρευνα που διαμόρφωσε το κομμάτι αυτό της Φυσικής που αναφέρουμε με τον όρο Σύγχρονη Φυσική. Η Σύγχρονη Φυσική περιλαμβάνει τη μετα-Νευτώνεια Μηχανική, που άρχισε να αναπτύσσεται μετά το 1900 και συγκεκριμένα τη θεωρία της Σχετικότητας, την Κβαντική Μηχανική (ΚΜ) και την εφαρμογή της στην Φ
Η σύγχρονη τεχνολογία βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στην αξιοποίηση των φαινομένων που διέπουν το μέρος του μικρόκοσμου που καλύπτει την ατομική και υποατομική κλίμακα. Φωτόνια, ηλεκτρόνια, άτομα, πυρήνες και συστατικά σωματίδια πυρήνων αποτελούν τα βασικότερα σωματίδια, τα φυσικά χαρακτηριστικά των οποίων και οι μεταξύ τους αλληλεπιδράσεις (δυνάμεις) καθορίζουν τη λειτουργία σύγχρονων συσκευών και διατάξεων. Σαν μερικά χαρακτηριστικά παραδείγματα αναφέρουμε το φωτοκύτταρο, το laser, το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, τη δίοδο συντονισμού σήραγγας (resonant tunneling diode), τις κεφαλές μαγνητικής ανάγνωσης, το μαγνητικό τομογράφο, τον τομογράφο ποζιτρονίων, κλπ. Οι εφαρμογές αυτές προέκυψαν από μακροχρόνια έρευνα που διαμόρφωσε το κομμάτι αυτό της Φυσικής που αναφέρουμε με τον όρο Σύγχρονη Φυσική. Η Σύγχρονη Φυσική περιλαμβάνει τη μετα-Νευτώνεια Μηχανική, που άρχισε να αναπτύσσεται μετά το 1900 και συγκεκριμένα τη θεωρία της Σχετικότητας, την Κβαντική Μηχανική (ΚΜ) και την εφαρμογή της στην Φ
Πληροφορίες
Προτεινόμενα Συγγράμματα
-
K. Krane «Σύγχρονη Φυσική» (Broken Hill Publishers Ltd)
-
R. Knight, «Φυσική για Επιστήμονες και Μηχανικούς» (Εκδ. Ιων)
-
R. Serway, C. Moses, C. Moyer, «Σύγχρονη Φυσική» (Πανεπ. Εκδ. Κρήτης)
-
Η. D. Young, «Φυσική», Τόμος Β’ (εκδ. Παπαζήση)
-
R. Serway, «Φυσική για Επιστήμονες και Μηχανικούς», Τόμος ΙV (εκδ. Κορφιάτης)
-
P. G. Hewitt, «Οι Εννοιες της Φυσικής», Τόμος ΙI (Πανεπ. Εκδ. Κρήτης)
-
K.W. Ford, «Kλασική και Σύγχρονη Φυσική», (εκδ. Πνευματικού)
-
J. Singh J, «Modern Physics for Engineers» (Wiley-VCH 2004)
Επικοινωνία
Γραφείο Διδάσκοντα: 121 (Κεντρικό Κτίριο)
Ωρες Υποδοχής Φοιτητών: Πέμπτη 12μ - 6μμ
Τηλ: 210- 2896705
email: dkehrakos@aspete.gr
Ωρες Παραδόσεων
Δευτέρα: 3:15μμ - 6:45μμ
Οι δια ζώσης παραδόσεις του μαθήματος πραγματοποιούνται σε αίθουσα που διατίθεται για τους φοιτητές του 9ου εξαμήνου από το Τμήμα Εκπ. Μηχανολόγων Μηχανικών ή σε αίθουσα Εργαστηρίου ευθύνης του Παιδαγωγικου Τμήματος, ανάλογα με τη διαθεσιμότητα.
-
K. Krane «Σύγχρονη Φυσική» (Broken Hill Publishers Ltd)
-
R. Knight, «Φυσική για Επιστήμονες και Μηχανικούς» (Εκδ. Ιων)
-
R. Serway, C. Moses, C. Moyer, «Σύγχρονη Φυσική» (Πανεπ. Εκδ. Κρήτης)
-
Η. D. Young, «Φυσική», Τόμος Β’ (εκδ. Παπαζήση)
-
R. Serway, «Φυσική για Επιστήμονες και Μηχανικούς», Τόμος ΙV (εκδ. Κορφιάτης)
-
P. G. Hewitt, «Οι Εννοιες της Φυσικής», Τόμος ΙI (Πανεπ. Εκδ. Κρήτης)
-
K.W. Ford, «Kλασική και Σύγχρονη Φυσική», (εκδ. Πνευματικού)
-
J. Singh J, «Modern Physics for Engineers» (Wiley-VCH 2004)
Γραφείο Διδάσκοντα: 121 (Κεντρικό Κτίριο)
Ωρες Υποδοχής Φοιτητών: Πέμπτη 12μ - 6μμ
Τηλ: 210- 2896705
email: dkehrakos@aspete.gr
Δευτέρα: 3:15μμ - 6:45μμ
Οι δια ζώσης παραδόσεις του μαθήματος πραγματοποιούνται σε αίθουσα που διατίθεται για τους φοιτητές του 9ου εξαμήνου από το Τμήμα Εκπ. Μηχανολόγων Μηχανικών ή σε αίθουσα Εργαστηρίου ευθύνης του Παιδαγωγικου Τμήματος, ανάλογα με τη διαθεσιμότητα.
Φωτοηλεκτρικό Φαινόμενο. Ερμηνεία του Einstein - Φωτόνια. Εφαρμογές : Φωτοκύτταρο, Φωτοανιχνευτής.
Κβάντωση Ενέργειας. Δυϊσμός Φωτός.
Ακτίνες-Χ. Ιδιότητες. Εφαρμογές : Ακτινογραφία Οστών.
Ατομικός Πυρήνας. Πείραμα Rutherford.
Γραμμικά Φάσματα. Ατομικό Πρότυπο Bohr. Φάσμα Υδρογόνου.
Αρχή deBroglie. Περίθλαση ηλεκτρονίων (Davisson-Germer).
Κυματοσυνάρτηση. Αβεβαιότητα και Πιθανότητα. Αρχή Heisenberg.
Εξίσωση Schrödinger. Επίλυση εξίσωσης Schrödinger.
Ηλεκτρόνιο σε κουτί. Πηγάδια Δυναμικού. Εφαρμογές : Ηλεκτρονικές Διατάξεις Κβαντικών Πηγαδιών.
Φραγμός Δυναμικού. Φαινόμενο Σήραγγας. Εφαρμογές : Μικροσκόπιο Σάρωσης-Διέλευσης. Ηλεκτρονική Δίοδος Σήραγγας. Ηλεκτρονική Δίοδος Συντονισμού Σήραγγας.
Διέγερση και Αποδιέγερση ηλεκτρονίων. Το χρώμα των σωμάτων. Αρχή λειτουργίας LASER (Ru, He-Ne, UV). Ενεργειακές Ζώνες Κρυστάλλων: Αγωγοί, Μονωτές και Ημιαγωγοί. Το σπιν των ηλεκτρονίων. Εφαρμογή: Γιγαντιαία Μαγνητοαντίσταση και Κεφαλές Μαγνητικής Εγγραφής.
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.
