AKTS - Kuantum Mekaniği
Kuantum Mekaniği (PHYS501) Ders Detayları
| Ders Adı | Ders Kodu | Dönemi | Saati | Uygulama Saati | Laboratuar Hours | Kredi | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Kuantum Mekaniği | PHYS501 | 3 | 0 | 0 | 3 | 5 |
| Ön Koşul Ders(ler)i |
|---|
| Bu dersi alacak her öğrenci en az bir kuantum fiziği dersini ya da bir kuantum mekaniği dersini giriş düzeyinde daha önce almış olmalıdır. Bu dersi seçmeli olarak alacak bir lisans öğrencisi için MATH 275 ve MATH 276 dersleri ya da eşdeğerleri ilave önkoşul dersleridir. |
| Dersin Dili | İngilizce |
|---|---|
| Dersin Türü | N/A |
| Dersin Seviyesi | Fen Bilimleri Yüksek Lisans |
| Ders Verilme Şekli | Yüz Yüze |
| Dersin Öğrenme ve Öğretme Teknikleri | Anlatım, Tartışma, Soru Yanıt, Uygulama-Alıştırma, Sorun/Problem Çözme. |
| Dersin Öğretmen(ler)i |
|
| Dersin Amacı | [1] Stern-Gerlach deneyi yoluyla kuantum mekaniğinin deneysel temellerini öğrenciye vermek. [2] Kuantum mekaniğinin üzerine inşa edileceği, kapsamlı ve detaylı matematiksel temelleri öğrenciye vermek. [3] Kuantum mekanikte açısal momentum kavramını öğrenciye temelli/sağlam bir şekilde vermek. [4] (Zaman kalması koşuluyla) kuantum mekanikte simetri kavramını öğrenciye aktarmak. [5] Kuantum mekanikte yaklaşık hesaplar metodunu ve pratik uygulamalarını öğrenciye sağlam ve temelli bir şekilde vermek. |
| Dersin Eğitim Çıktıları |
Bu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler;
|
| Dersin İçeriği | Kuantum mekaniğinin temel kavramları, kuantum dinamiği, açısal momentum teorisi, kuantum mekanikte simetri, yaklaşık hesaplama metodları. |
Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları
| Hafta | Konular | Ön Hazırlık |
|---|---|---|
| 1 | TEMEL KAVRAMLAR: Stern-Gerlach deneyi; ket, bra ve işlemci kavramları; baz ketleri ve matriks temsilleri; ölçmeler, gözlenebilenler ve belirsizlik bağıntıları. | Sakurai 1-23 |
| 2 | TEMEL KAVRAMLAR (devam): bazların değiştirilmesi; konum, momentum ve öteleme. | Sakurai 23-51 |
| 3 | TEMEL KAVRAMLAR (devam): konum ve momentum uzaylarında dalga fonksiyonları. KUANTUM DİNAMİĞİ: zamanın evrilmesi ve Schrödinger denklemi. | Sakurai 51-60 ve 68-80 |
| 4 | KUANTUM DİNAMİĞİ (devam): Schrödinger ve Heisenberg’in kuantum dinamik yaklaşımları; basit harmonik osilatör. | Sakurai 80-97 |
| 5 | KUANTUM DİNAMİĞİ (devam): Schrödinger dalga denklemi; propagatörler ve Feynman yol integralleri. | Sakurai 97-123 |
| 6 | KUANTUM DİNAMİĞİ (devam): potansiyeller ve ayar dönüşümleri. AÇISAL MOENTUM TEORİSİ: dönmeler ve açısal momentum komütasyon bağıntıları. | Sakurai 123-143 ve 152-158 |
| 7 | Birinci Arasınav | |
| 8 | AÇISAL MOENTUM TEORİSİ (devam): spin ½ sistemleri ve sonlu dönmeler; SO(3) ve SU(2), Euler dönmeleri. | Sakurai 158-174 |
| 9 | AÇISAL MOENTUM TEORİSİ (devam): yoğunluk işlemcileri; saf ve karışık sistemler; açısal momentumun özdeğerleri ve özdurumları; yörüngenin açısal momenti. | Sakurai 174-203 |
| 10 | AÇISAL MOENTUM TEORİSİ (devam): açısal momentum vektörlerinin toplanması; açısal momentum içın Schwinger’in oscillator modeli. | Sakurai 203-223 |
| 11 | AÇISAL MOENTUM TEORİSİ (devam): spin korelasyon ölçümleri ve Bell eşitsizliği; tensor işlemciler. | Sakurai 223-242 |
| 12 | KUANTUM MEKANİĞİNDE SİMETRİ: simetriler, korunum kanunları ve dejenere hâller; ayrık simetriler, parite ve uzay tersinmesi; ayrım simetriye örnek olarak örgülerde öteleme. | Sakurai 248-266 |
| 13 | KUANTUM MEKANİĞİNDE SİMETRİ: (devam): zaman-tersinimsel ayrık simetri. YAKLAŞIK HESAPLAMA METODLARI: dejenere olmayan durumlar için zamandan bağımsız perturbasyon teorisi. | Sakurai 266-282 ve 285-298 |
| 14 | YAKLAŞIK HESAPLAMA METODLARI: (devam): dejenere durumlar için zamandan bağımsız perturbasyon teorisi; hidrojen benzeri atomlar, ince yapı ve Zeemen etkisi kavramları; değişimsel metodlar. | Sakurai 298-316 |
| 15 | YAKLAŞIK HESAPLAMA METODLARI: (devam): zamana bağlı potansiyeller, etkileşme yaklaşımı; zamana bağlı pertürbasyon teorisi; uygulama: klasik radyasyon alanındaki etkileşimler; enerji kayması ve bozunma genişliği. | Sakurai 316-345 |
| 16 | Final Sınavı |
Kaynaklar
| Ders Kitabı | 1. Modern Quantum Mechanics, J. J. Sakurai, Revised Edition, Addison-Wesley. |
|---|---|
| Diğer Kaynaklar | 2. Quantum Mechanics, E. Merzbacher, 3rd Edition, Wiley. |
| 3. Lectures of Quantum Mechanics, G. Baym, Benjamin-Cummings. |
Değerlendirme System
| Çalışmalar | Sayı | Katkı Payı |
|---|---|---|
| Devam/Katılım | 1 | 5 |
| Laboratuar | - | - |
| Uygulama | - | - |
| Alan Çalışması | - | - |
| Derse Özgü Staj | - | - |
| Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği | - | - |
| Ödevler | 12 | 30 |
| Sunum | - | - |
| Projeler | - | - |
| Rapor | - | - |
| Seminer | - | - |
| Ara Sınavlar/Ara Juri | 1 | 30 |
| Genel Sınav/Final Juri | 1 | 35 |
| Toplam | 15 | 100 |
| Yarıyıl İçi Çalışmalarının Başarı Notu Katkısı | 65 |
|---|---|
| Yarıyıl Sonu Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı | 35 |
| Toplam | 100 |
Kurs Kategorisi
| Temel Meslek Dersleri | |
|---|---|
| Uzmanlık/Alan Dersleri | X |
| Destek Dersleri | |
| İletişim ve Yönetim Becerileri Dersleri | |
| Aktarılabilir Beceri Dersleri |
Dersin Öğrenim Çıktılarının Program Yeterlilikleri ile İlişkisi
| # | Program Yeterlilikleri / Çıktıları | Katkı Düzeyi | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 1 | Araştırma metodolojileriyle beraber, teorik ve matematiksel fiziğin temel bilgi seviyesine hakim olmak. | X | ||||
| 2 | Fiziksel evrenin ve onu kontrol eden kanunların sağlam bir anlayışına ulaşmak. | X | ||||
| 3 | Teorik, deneysel ve/veya simülasyon fiziği alanlarında, işleyen araştırma yeti ve stratejileri geliştirebilmek. | X | ||||
| 4 | Kritik sorgulama, yaratıcı düşünme, ve yeni fikirleri kavramsal ve matematiksel olarak formüle etmeye yönelik pozitif bir tutum geliştirme ve bunu devam ettirme. | X | ||||
| 5 | Teorik, deneysel, veya uygulamalı fizik konularındaki problemleri, veya endüstriyel alandaki gerçek problemleri, hissetme, belirleme, ve başa çıkma yeteneği. | X | ||||
| 6 | Edinilmiş ve birikmiş bilgi birikimini, matematiksel model ortaya koymak, çözümü için bir strateji belirlemek, gerekli ve uygun yaklaşıklaşma metodları uygulamak, ve elde edilen çözümün doğruluğunu ve güvenilirliğini değerlendirmek ve kestirmek için kullanabilme yeteneği. | X | ||||
| 7 | Fiziksel kavramları, işlemleri, süreçleri, ve yeni elde edilmiş sonuçları tüm dünyadaki meslekten insanlarla sözlü olarak konuşabilme ve tartışabilme, ve bildiri ve makale formlarında yazılı olarak paylaşabilme yeteneği. | X | ||||
| 8 | Açılan disiplinlerin birinde ya da daha fazlasında, ileri bir bilgi ve yetenek seviyesine ulaşma ve uzmanlaşma. | X | ||||
| 9 | Orjinal ya da var olan bir bilgi kümesi etrafında bir bilimsel yapıt üretme, raporlama ve sunma yeteneği. | X | ||||
| 10 | Metodolojik bilimsel araştırma yapabilme yeteneği. | X | ||||
| 11 | Bir problemi, varolan fizik bilgileri kullanarak, analiz etme, çözüm metoduna karar verme (toerik/matematiksel/deneysel) ve problemi çözme becerisi. | X | ||||
ECTS/İş Yükü Tablosu
| Aktiviteler | Sayı | Süresi (Saat) | Toplam İş Yükü |
|---|---|---|---|
| Ders saati (Sınav haftası dahildir: 16 x toplam ders saati) | 16 | 3 | 48 |
| Laboratuar | |||
| Uygulama | |||
| Derse Özgü Staj | |||
| Alan Çalışması | |||
| Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi | 14 | 2 | 28 |
| Sunum/Seminer Hazırlama | |||
| Projeler | |||
| Raporlar | |||
| Ödevler | 12 | 2 | 24 |
| Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği | |||
| Ara Sınavlara/Ara Juriye Hazırlanma Süresi | 1 | 10 | 10 |
| Genel Sınava/Genel Juriye Hazırlanma Süresi | 1 | 15 | 15 |
| Toplam İş Yükü | 125 | ||