Tίτλος του μαθήματος | Σχετικότητα - Πυρήνες - Σωμάτια
Κωδικός αριθμός μαθήματος | PCC20 4
Τύπος του μαθήματος | Υποχρεωτικό
Επίπεδο του μαθήματος | Προπτυχιακό
Έτος σπουδών | Δεύτερο
Εξάμηνο | Τέταρτο
Πιστωτικές μονάδες ECTS | 3
Όνομα του διδάσκοντος/των διδασκόντων | Σμαράγδα Λώλα, Καθηγητής
Επιδιωκόμενα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος | Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα μπορεί να Συσχετίζει χωρο-χρονικά γεγονότα που συμβαίνουν σε διαφορετικά αδρανειακά συστήματα. Υπολογίζει τις σχετικές ταχύτητες σχετικιστικά κινούμενων συστημάτων. Υπολογίζει ενέργειες , ορμές και ταχύτητες σωματίων σε πειράματα σκέδασης. Χρησιμοποιεί την έννοια των τετραδιανυσμάτων για την διατύπωση φυσικών νόμων. Δώσει σύντομη περιγραφή της δομής και των ιδιοτήτων των πυρήνων και των πυρηνικών δυνάμεων. Δώσει σύντομη περιγραφή της ταξινόμησης των στοιχειωδών σωματίων. Δώσει σύντομη περιγραφή του μοντέλου των quarks, και των βασικών αλληλεπιδράσεων.
Δεξιότητες | Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα έχει περαιτέρω αναπτύξει τις ακόλουθες δεξιότητες Να χρησιμοποιεί τις εξισώσεις της Ειδικής Θεωρίας της Σχετικότητας για ποσοτικούς υπολογισμούς σχετικούς με χωρο-χρονικά δεδομένα και πειράματα σκέδασης. Να είναι σε θέση να αναζητήσει και να συλλέξει πληροφορίες σε θέματα τρέχουσας έρευνας που σχετίζονται με αποτελέσματα Πυρηνικής Φυσικής και Φυσικής Στοιχειωδών Σωματίων.
Προαπαιτήσεις | Γνώσεις Γενικής Φυσικής 1ου και 2ου έτους.
Περιεχόμενα (ύλη) του μαθήματος | ΕΙΔΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑΣ I. Τα πειραματικά δεδομένα που οδήγησαν στις Αρχές της Σχετικότητας του Einstein. 1. Ανάλυση του Πειράματος των Michelson-Morley. 2. Οι Αρχές της Σχετικότητας. II. Ο Μετασχηματισμός Lorentz. 1. Κατασκευή του Μετασχηματισμού Lorentz. με χρήση των νοητικών πειραμάτων του Einstein. 2. Μετασχηματισμοί των ταχυτήτων. III. Ο Χώρος Minkowski. 1. Γεωμετρική εικόνα του Μετασχηματισμού Lorentz.. 2. Η έννοια των τετραδιανυσμάτων. 3. Τα τετραδιανύματα της ταχύτητας και της ορμής. 4. Μετασχηματιμός ορμών και ενεργειών. IV. Συναλλοίωτη διατύπωση των Φυσικών Νόμων. 1. Εφαρμογές σε πειράματα κρούσης. 2. Σχετικιστική διατύπωση του Ηλεκτρομαγνητισμού 3. Σύντομη παρουσίαση της Εξίσωσης Dirac. ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ I. Πειράματα Σκέδασης. 1. Το Πείραμα του Rutherford και η ανακάλυψη των πυρήνων και των πυρηνικών δυνάμεων. 2. Μέγεθος και σχήμα των Πυρήνων. 3. Δομή των πυρήνων και κατανομή των νουκλεονίων. II. Ευστάθεια των πυρήνων. 1. Πειραματική καμπύλη Ενέργειας σύνδεσης, και περίσσιας νετρονίων. 2. Απόδειξη του ημιεμπειρικού τύπου των πυρηνικών μαζών. 3. Εφαρμογές στην σύντηξη και την σχάση. 4. Καμπύλες ευστάθειας των πυρήνων. III. Αστάθεια των πυρήνων και Ραδιενέργεια 1. Ο νόμος των ραδιενεργών διασπάσεων. 2. Περιγραφή των ιδιοτήτων των ακτινοβολιών α, β και γ. 3. Εφαρμογές της ραδιενέργειας. IV. Πυρηνικές δυνάμεις 1. Η φύση των πυρηνικών δυνάμεων- Το Δυναμικό Yukawa. 2. Πιόνια, ρο μεσόνια. ΦΥΣΙΚΗ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΩΝ ΣΩΜΑΤΙΩΝ. I. Πρώτη ταξινόμηση των σωματίων II. Οι τέσσερις βασικές αλληλεπιδράσεις III. Λεπτόνια, μεσόνια, βαρυόνια. αδρόνια. IV. Το μοντέλο των Παρτονίων. V. Το μοντέλο των Quarks. VI. Κβαντική Χρωμοδυναμική. VII. Τρέχοντα ερωτήματα και το Πείραμα του CERN.
Συνιστώμενη βιβλιογραφία προς μελέτη | 1. «Εισαγωγή στην Ειδική Σχετικότητα», σελίδες 225 Wolfgang Rindler, Leader Books. 2. «Σύγχρονη Φυσική», σελίδες 591, Raymond A. Serway, Clement J. Moses, Curt A. Moyer. ΜετάφρασηΓ. Ζουπάνος, Ε. Λιαροκόπης, Σ. Παπαδόπουλος, Κ. Ράπτης.ΙΔΡΥΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ‘ΚΑΙ ΕΡΕΥΝΑΣ. 3 Σημειώσεις: «Εισαγωγή στην Ειδική Θεωρία Σχετικότητας», σελίδες 90, Δημήτρης Π.Κ. Γκίκας.
Διδακτικές και μαθησιακές μέθοδοι | Διδασκαλία στον πίνακα. Συζήτηση επί των νέων εννοιών, και υποδειγματική λύση ασκήσεων.
Μέθοδοι αξιολόγησης/βαθμολόγησης | Δύο έως τρις πρόοδοι και τελική γραπτή εξέταση στο σύνολο της διδαχθείσας ύλης του μαθήματος
Γλώσσα διδασκαλίας | Ελληνική