Skip to main content

Εισαγωγή στην Κβαντική Φυσική 2: Οι βασικές εφαρμογές (Νέο) Φυσική

Περιγραφή του μαθήματος

Πρόκειται βέβαια για το δεύτερο μέρος του μαθήματος Εισαγωγή στην Κβαντική Φυσική 1, το οποίο αναπτύσσει περαιτέρω τις βασικές ιδέες της κβαντικής θεωρίας, κυρίως όμως τις εφαρμόζει στον ατομικό και μοριακό μικρόκοσμο με σκοπό τη θεμελιώδη κατανόηση της δομής και των ιδιοτήτων των βασικών συστατικών του. Ειδικότερα οι δύο βασικοί στόχοι της Εισαγωγής στην Κβαντική Φυσική 2 είναι η κβαντική εξήγηση του περιοδικού συστήματος των στοιχείων και η οικοδόμηση μιας θεωρίας του χημικού δεσμού στο απλούστερο δυνατό επίπεδο.

Τι θα μπορείτε να κάνετε στο τέλος του μαθήματος

  • Θα είστε σε θέση να εξηγήσετε μια κλασικά αδύνατη συμπεριφορά, όπως το φαινόμενο της σήραγγας και να καταλαβαίνετε το θεμελιώδη ρόλο της στο πώς, μεταξύ άλλων, σχηματίζονται τα μόρια, πώς "καίνε" τα άστρα και πώς δουλεύει το μικροσκόπιο σήραγγας.
  • Θα καταλαβαίνετε τι λέει η περίφημη αρχή της υπέρθεσης των κβαντικών καταστάσεων και μπορείτε να αναλύετε τις παράδοξες συνέπειές της: Από τη γάτα του Schrödinger έως και τους κβαντικούς υπολογιστές που... έρχονται!
  • Θα μπορείτε να λύνετε την εξίσωση Schrödinger για απλά κβαντικά συστήματα (από τον αρμονικό ταλαντωτή έως το άτομο του υδρογόνου) και να προβλέπετε τις ιδιότητές τους από πρώτες αρχές.
  • Θα μπορείτε να εξηγήσετε γιατί το σπιν δεν είναι περιστροφή του ηλεκτρονίου περί τον άξονά του και ποιος είναι τελικά ο σωστός κβαντικός τρόπος να περιγράφετε αυτή τη θεμελιώδη ιδιότητα της ύλης.
  • Θα καταλαβαίνετε που οφείλεται η αρχή του Pauli και γιατί ο ρόλος της στη φύση —από τους πυρήνες και τα άτομα έως τους λευκούς νάνους και τους αστέρες νετρονίων— είναι τόσο θεμελιώδης.
  • Θα μπορείτε να χρησιμοποιήσετε όλα τα προηγούμενα για να εξηγήσετε τον περιοδικό πίνακα των στοιχείων ή τουλάχιστον το μικρό περιοδικό πίνακα "με τα στοιχεία που έχουν τα προσόντα" να αποτελέσουν τη βάση της ζωής.
  • Θα καταλαβαίνετε καλά την κβαντική θεωρία του χημικού δεσμού με βάση το μοντέλο του διπλού πηγαδιού και θα μπορείτε να εξηγήσετε βάσει αυτής τη δομή και τις ιδιότητες απλών —αλλά σημαντικών— μορίων.
  • Θα γνωρίζετε τέλος τα βασικά πειράματα και τα εμπειρικά δεδομένα που μας επιτρέπουν να είμαστε βέβαιοι για όλα τα παραπάνω.
  • Προαπαιτούμενα

    Εισαγωγή στην Κβαντική Φυσική 1: Οι βασικές αρχές

    Διδάσκων

    Στέφανος Τραχανάς

    Ο Στέφανος Τραχανάς διδάσκει, μεταξύ άλλων, κβαντική φυσική και διαφορικές εξισώσεις στο τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Κρήτης από το 1983 έως σήμερα. Είναι συγγραφέας εννέα πανεπιστημιακών συγγραμμάτων στα παραπάνω πεδία και ενός βιβλίου για το ευρύτερο μορφωμένο κοινό με τίτλο Το φάντασμα της όπερας: Η επιστήμη στον πολιτισμό μας. Το 2003 ανακηρύχτηκε σε επίτιμο διδάκτορα του Πανεπιστημίου Κρήτης ενώ το 2012 του απονεμήθηκε το Εθνικό βραβείο εξαίρετης πανεπιστημιακής διδασκαλίας, το οποίο επιδίδεται από τον Πρόεδρο της ελληνικής δημοκρατίας. Υπήρξε ιδρυτικό μέλος και διευθυντής των Πανεπιστημιακών Εκδόσεων Κρήτης μέχρι το 2013 ενώ σήμερα είναι πρόεδρος της εκδοτικής επιτροπής τους. Τα τελευταία χρόνια το όνειρό του είναι η διαδικτυακή εκπαίδευση και το νέο είδος εκπαιδευτικού υλικού που θα χρειαστεί για να την στηρίξει. Πιστεύει ότι η χώρα δεν μπορεί να μείνει έξω από τις επαναστατικές αλλαγές που συντελούνται αλλού σε αυτό το θέμα και γι' αυτόν το σκοπό πήρε την πρωτοβουλία για την ίδρυση του Mathesis —ενός ιδιαίτερου τμήματος των ΠΕΚ— στο οποίο και προσφέρει εθελοντικά την εργασία του τόσο ως διευθυντής του (πλήρους και αποκλειστικής απασχόλησης) όσο και ως δάσκαλος ή συγγραφέας. Η επιτυχία του «πειράματος» είναι το προσωπικό του στοίχημα για τα επόμενα χρόνια.

    Συντελεστές

    Νίκος Γκικόπουλος

    Βιντεοσκόπηση, μοντάζ, προγραμματισμός ασκήσεων και αυτοανανεούμενης τράπεζας θεμάτων τελικής εξέτασης.

  1. Αριθμός Μαθήματος

    ΦΥΣ1.2
  2. Έναρξη Μαθήματος

    Νοε 07, 2016
  3. Λήξη Μαθήματος

    Ιαν 23, 2017
  4. Προσπάθεια

    5 ώρες / εβδομάδα
ΕΓΓΡΑΦΗ