| Ders Adı | Kodu | Yarıyıl | T+U Saat | Kredi | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|
| Kuantum Mekaniği | FIZ 331 | 5 | 4 + 2 | 5 | 8 |
| Ön Koşul Dersleri | Modern Fizik ve Fizikte Matematik Yöntemler derslerinin alınmış olması tavsiye edilir. |
| Önerilen Seçmeli Dersler | |
| Dersin Dili | Türkçe |
| Dersin Seviyesi | Lisans |
| Dersin Türü | Zorunlu |
| Dersin Koordinatörü | Doç.Dr. ALİ SERDAR ARIKAN |
| Dersi Verenler | Prof.Dr. İBRAHİM OKUR, Prof.Dr. YUSUF ATALAY, |
| Dersin Yardımcıları | Bölüm Araştırma Görevlileri |
| Dersin Kategorisi | Diğer |
| Dersin Amacı | Atom ve Molekül fiziği, Katıhal Fiziği ve Çekirdek Fiziği derslerine temel oluşturan kuantum mekanik kavramları öğrenmek, Kuantum mekaniğinde kullanılan yaklaşık yöntemler, sistemin toplam açısal momentumunu elde etmek ve simetri ve dönüşümler hakkında bilgi edinmek. |
| Dersin İçeriği | Özet bir tarihsel gelişme, Schrödinger denklemi, tek-boyutlu sistemler, kuantum mekaniğinin genel formülasyonu, 3-boyutlu problemler, Kuantum mekaniğinde yaklaşık yöntemler, Açısal momentum ve spin, simetri ve dönüşümler |
| # | Ders Öğrenme Çıktıları | Öğretim Yöntemleri | Ölçme Yöntemleri |
|---|---|---|---|
| 1 | Schrödinger dalga denklemini tanımlar ve özelliklerini analiz eder. | Anlatım, Soru-Cevap, Tartışma, Alıştırma ve Uygulama, Gösterip Yaptırma, Problem Çözme, | Sınav, Ödev, |
| 2 | Değişik potansiyellerde Schrödinger dalga denklemini yorumlar ve örneklerle açıklar. | Anlatım, Soru-Cevap, Tartışma, Alıştırma ve Uygulama, Gösterip Yaptırma, Problem Çözme, | Sınav, Ödev, |
| 3 | Kuantum mekaniğinin önermelerini ayrıntılı bir şekilde açıklar. | Anlatım, Soru-Cevap, Tartışma, Alıştırma ve Uygulama, Gösterip Yaptırma, Problem Çözme, | Sınav, Ödev, |
| 4 | Kuantum mekaniğinde operatörlerin hermityenliğini inceler. | Anlatım, Soru-Cevap, Problem Çözme, | Sınav, Ödev, |
| 5 | Özdeğer ve özfonksiyon tanımlarını tartışır ve örneklerle açıklar. | Anlatım, Soru-Cevap, Tartışma, Alıştırma ve Uygulama, Gösterip Yaptırma, Problem Çözme, | Sınav, Ödev, |
| 6 | Heisenberg belirsizlik ilkesini elde eder ve yorumlar. | Anlatım, Soru-Cevap, Tartışma, Alıştırma ve Uygulama, Gösterip Yaptırma, Problem Çözme, | Sınav, Ödev, |
| 7 | Hermityenlik yardımıyla korunum yasalarını inceler. | Anlatım, Soru-Cevap, Tartışma, Alıştırma ve Uygulama, Gösterip Yaptırma, Problem Çözme, | Sınav, Ödev, |
| 8 | Küresel koordinatlar yardımıyla hidrojen atomunun dalga mekaniğini analiz eder. | Anlatım, Tartışma, Gösterip Yaptırma, Problem Çözme, | Sınav, Ödev, |
| 9 | Yörünge açısal momentumun özdeğer denklemlerini elde eder ve açıklar. | Anlatım, Soru-Cevap, Tartışma, Alıştırma ve Uygulama, Gösterip Yaptırma, Problem Çözme, | Sınav, Ödev, |
| 10 | Kuantum sayıları ve fiziksel anlamlarını ana hatlarıyla belirtir. | Anlatım, Tartışma, Alıştırma ve Uygulama, Gösterip Yaptırma, Problem Çözme, | Sınav, Ödev, |
| 11 | Kuantum sistemlerini açıklar. | Anlatım, Alıştırma ve Uygulama, Problem Çözme, | Sınav, Ödev, |
| 12 | Mikro ve nano sistemlerin analizini yapar. | Anlatım, Alıştırma ve Uygulama, Problem Çözme, | Sınav, Ödev, |
| 13 | Dirac Bra-ket notasyonunu kullanır. | Anlatım, Problem Çözme, | Sınav, Ödev, |
| 14 | Belirsizlik ilkesini kuantum mekaniksel olaylara uygular. | Anlatım, Alıştırma ve Uygulama, Problem Çözme, | Sınav, Ödev, |
| 15 | Spin kavramını kuantum mekaniksel olarak algılar. | Anlatım, Alıştırma ve Uygulama, Problem Çözme, | Sınav, Ödev, |
| Hafta | Ders Konuları | Ön Hazırlık |
|---|---|---|
| 1 | Özet tarihsel gelişme, Schrödinger dalga denklemi (dalga fonksiyonlarının olasılık yorumu, beklenen değerler, momentum uzayı) | [2] Sayfa 81-93 [1] Sayfa 42-55 |
| 2 | Değişik potansiyellerde Schrödinger denkleminin çözümü, Hermitik operatörler, operatörlerin matris gösterimi | [1] Sayfa 63-88 [2] Sayfa 201-209 |
| 3 | Heisenberg matris mekaniği ile hamiltonyen operatörünün özdeğer denklemlerinin türetilmesi | [2] Sayfa 210-212 |
| 4 | Bazı açısal momentum operatörlerinin matris gösterimleri, Açısal momentumlar ve sıra değiştirme bağıntıları | [2] Sayfa 213-226 [2] Sayfa 190-192 |
| 5 | Arttırma ve eksiltme operatörlerinin sıra değiştirme bağıntıları, Açısal momentum operatörlerinin özdeğer denklemleri | [2] Sayfa 193-197 |
| 6 | Beklenen değerlerin zaman bağımlılığı, 3-boyutlu problemler (Küresel simetrik potansiyeller) | [2] Sayfa 198-200 |
| 7 | 3-boyutlu problemler (Açısal momentum özfonksiyonları) | [1] Sayfa 125-136 |
| 8 | Radyal Schrödinger denkleminin genel özellikleri ve uygulamaları, Lineer operatörlerin matris gösterimi, Sıra değiştirme ve ölçme | [1] Sayfa 136-143 [1] Sayfa 101-108 [1] Sayfa 111-117 |
| 9 | ARASINAV | |
| 10 | Belirsizlik ilkesi, enerji-zaman belirsizlik bağıntısının yorumu, Dirac Bra-Ket notasyonu | [2] Sayfa 55-58 [4] Sayfa 112-115 [1] Sayfa 117-119 |
| 11 | Bazı özel operatörler(parite ve izdüşüm operatörleri), Kuantum mekaniğinde yaklaşık yöntemlerin kullanılması gereken durumlar ve sistemler | [1] Sayfa 120-122 [1] Sayfa 159-161 |
| 12 | 1. ve 2. dereceden katkı çözümleri ve katlı durumların katkı teorisi, Değişim yöntemi | [1] Sayfa 161-173 |
| 13 | Açısal momentum cebiri, İki açısal momentumun toplamı, ½ spinli parçacıkların toplam dalga fonksiyonu | [1] Sayfa 189-201 [1] Sayfa 202-206 |
| 14 | Hidrojen atomunun özvektörleri, Öteleme, birimsel dönüşümler, dönme ve yansıma | [1] Sayfa 207-209 [1] Sayfa 220-232 |
| Kaynaklar | |
|---|---|
| Ders Notu | [1] Kuantum Mekaniğine Giriş, B. Karaoğlu, Seçkin Yay. İstanbul, 2006. [2] Kuantum Fiziği, E. Aygün, M.Zengin, Bilim Kitabevi, İstanbul, 1995. [3] Kuantum Mekaniği, L. D. Landau, E. M. Lifshitz, Bilim Yay., Ankara, 2000. [4] Kuantum Mekaniğine Giriş, D. J. Griffiths, Prentice Hall New Jersey, 1995. |
| Ders Kaynakları | [5] Kuantum Mekaniği 1, T. Dereli, A. Verçin, METU press, Ankara, 1998. [6] Kuantum Mekaniği, Ç. Cansoy, İÜ Fen Fak. Yay., İstanbul, 1994. |
| Sıra | Program Çıktıları | Katkı Düzeyi | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |||
| 1 | Fizik ve matematik alanlarında ileri düzeyde kuramsal ve uygulamalı bilgi ve kavrayışı kullanabilme becerisi | X | |||||
| 2 | Fen ve matematik alanlarındaki kuramsal, deneysel ve teknolojik bilgi ve deneyimlerini uygulama ve kavrama | X | |||||
| 3 | Fizik alanındaki kavramları, fikirleri ve verileri bilimsel yöntemlerle değerlendirme, karmaşık problem ve konuları belirleme, analiz etme, tartışmalar yapma, kanıta ve araştırmalara dayalı öneriler geliştirme becerisi | X | |||||
| 4 | Fizik uygulamalarında deney kurma ve gerçekleştirme, veri toplama, deney sonuçlarını analiz etme, yorumlama ve kavrama | X | |||||
| 5 | Fizik alanı uygulamalarının sonuçları hakkında toplumu bilgilendirme, onlara düşüncelerini, problemlere ilişkin çözüm yöntemlerini, nicel ve nitel verilere dayandırarak açık bir biçimde aktarma becerisi | X | |||||
| 6 | Fizik alanı ile ilgili modern ve teknolojik yöntem, teknik ve cihazları kullanma becerisi | X | |||||
| 7 | Fizik alanında gerekli olan bilgisayar yazılımı ve donanımı kullanabilme becerisi | X | |||||
| 8 | Alan dışı seçimlik desler ile farklı ilgi alanlarında kişisel gelişimi destekleme becerisi | X | |||||
| 9 | Disiplinlerarası çalışmaları bağımsız ya da takımlarda etkin bir biçimde yürütme becerisi | X | |||||
| 10 | Bilim ve teknoloji konularındaki endüstrinin ihtiyaç duyduğu sektörlerde güncel gelişmeleri takip ederek kişisel ya da sorumluluğu altında çalışanların mesleki gelişimine yönelik etkinlikleri planlayıp yönetme becerisi | X | |||||
| 11 | Fizik alanı ile ilgili verilerin toplanması, yorumlanması, duyurulması aşamalarında kazanılan Türkçe sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi ve en az bir yabancı dil bilgisini kullanma ve bilimsel, sosyal ve etik değerleri gözetme becerisi | X | |||||
| Değerlendirme Sistemi | |
|---|---|
| Yarıyıl Çalışmaları | Katkı Oranı |
| 1. Ara Sınav | 60 |
| 1. Kısa Sınav | 15 |
| 2. Kısa Sınav | 15 |
| 1. Ödev | 10 |
| Toplam | 100 |
| 1. Yıl İçinin Başarıya | 50 |
| 1. Final | 50 |
| Toplam | 100 |
| AKTS - İş Yükü Etkinlik | Sayı | Süre (Saat) | Toplam İş Yükü (Saat) |
|---|---|---|---|
| Ders Süresi (Sınav haftası dahildir: 16x toplam ders saati) | 16 | 6 | 96 |
| Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi(Ön çalışma, pekiştirme) | 16 | 4 | 64 |
| Ara Sınav | 1 | 10 | 10 |
| Kısa Sınav | 2 | 4 | 8 |
| Ödev | 1 | 10 | 10 |
| Final | 1 | 15 | 15 |
| Toplam İş Yükü | 203 | ||
| Toplam İş Yükü / 25 (Saat) | 8,12 | ||
| Dersin AKTS Kredisi | 8 | ||