Εισαγωγή στη σύγχρονη φυσική

Πανεπιστήμιο Κρήτης

Τμήμα Φυσικής

Έτος: 2010-2011

Διδάσκων: Στέφανος Τραχανάς

Περιγραφή Μαθήματος

Το μαθήμα διδάχθηκε με τον τίτλο "Εισαγωγή στη Σύγχρονη Φυσική Ι". Απευθύνεται σε δευτεροετείς φοιτητές και ο βασικός σκοπός του είναι να τους εισαγάγει στις βασικές ιδέες και εφαρμογές της κβαντικής θεωρίας. Η έμφαση του μαθήματος είναι στην ποιοτική κατανόηση θεμελιωδών εννοιών όπως η κβάντωση και η αρχή της αβεβαιότητας και η εφαρμογή τους για την εξήγηση των βασικών χαρακτηριστικών της ατομικής και μοριακής δομής και της αλληλεπίδρασής της με την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.

Video-Διαλέξεις

Διάλεξη 01

1. Η φυσιογνωμία του μαθήματος: Το ιστορικό της κβαντικής επανάστασης 2. Η ακτινοβολία του μέλανος σώματος και η εισαγωγή του φωτεινού κβάντου 3. Διαστατική ανάλυση και εκτιμήσεις τάξεως μεγέθους: Δύο βασικά εργαλεία του μαθήματος 4. Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο Ι

Διάλεξη 02

1. Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο ΙΙ 2. Το φαινόμενο Compton 3. Φως και βαρύτητα 4. Ατομική δομή: Το πείραμα του Rutherford

Διάλεξη 03

1. Το μυστήριο της ατομικής σταθερότητας και η θεωρία του Bohr. Ατομικά φάσματα. Ασκήσεις. 2. Προβλήματα ανασκόπησης

Διάλεξη 04

1. Ο κυματοσωματιδιακός δυϊσμός της ύλης: Το πείραμα Davison-Germer 2. Ο κυματοσωματιδιακός δυϊσμός ως καθολική αρχή της φύσης 3. Η χρονανεξάρτητη εξίσωση Schrödinger και η στατιστική ερμηνεία της κυματοσυνάρτησης

Διάλεξη 05

1. Σωματίδιο σε ένα μονοδιάστατο σωληνάκι: Το απειρόβαθο πηγάδι δυναμικού 2. Ασκήσεις στη στατιστική ερμηνεία 3. Η αρχή της αβεβαιότητας

Διάλεξη 06

1. Ολοκλήρωση της στατιστικής ερμηνείας: Ο τύπος της μέσης τιμής και οι συνέπειές του 2. Καταστάσεις μηδενικής αβεβαιότητας

Διάλεξη 07

1. Ο αρμονικός ταλαντωτής 2. Σφαιρικά συμμετρικές λύσεις στο άτομο του υδρογόνου

Διάλεξη 08

1. Το άτομο του υδρογόνου Ι: Σφαιρικά συμμετρικές λύσεις 2. Το φαινόμενο της απαγορευμένης ανάκλασης 3. Το φαινόμενο της σήραγγας

Διάλεξη 09

1. Εφαρμογές του φαινομένου της σήραγγας: Ραδιενέργεια άλφα και πυρηνική σύντηξη στα άστρα. Ασκήσεις 2. Άτομο υδρογόνου ΙΙ: Λύσεις με γωνιακή εξάρτηση. Οι κβαντικοί αριθμοί nlm. Τα τροχιακά s και p. 3. Κβαντικές μεταβάσεις και κανόνες επιλογής 4. Το φαινόμενο Zeeman και το πείραμα Stern-Gerlach

Διάλεξη 10

1. Το σπίν 2. Η αρχή του Pauli

Διάλεξη 11

1. Άτομα: Το περιοδικό σύστημα των στοιχείων 2. Μόρια Ι: Στοιχειώδης θεωρία του χημικού δεσμού 3. Μόρια ΙΙ: Απλά μόρια

Διάλεξη 12

1. Μοριακά φάσματα: Το περιστροφικό και δυνητικό φάσμα των διατομικών μορίων 2. Η αλληλεπίδραση των ατόμων με την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία Ι: Οι τέσσερις βασικές διαδικασίες. 3. Το φως Laser

Διάλεξη 13

1. Η αρχή αβεβαιότητας χρόνου-ενέργειας 2. Η αλληλεπίδραση των ατόμων με την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ΙΙ: Ποσοτική περιγραφή