| Ders Adı | Kodu | Yarıyıl | T+U Saat | Kredi | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|
| Kuantum Mekaniği | FIZ 331 | 5 | 4 + 2 | 5 | 6 |
| 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 | Prof.Dr. YUSUF ATALAY |
| Dersi Verenler | 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 | Mesleki etik ilkeler ve sorumluluklar, 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 |
| Kalkınma Amaçları |
|---|
|
| # | Ders Öğrenme Çıktıları | Öğretim Yöntemleri | Ölçme Yöntemleri |
|---|---|---|---|
| 1 | Schrödinger dalga denklemini tanımlar ve özelliklerini analiz eder. | Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, Tartışma, Grupla Çalışma, Gezi / Gözlem, | |
| 2 | Değişik potansiyellerde Schrödinger dalga denklemini yorumlar ve örneklerle açıklar. | Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, Tartışma, Grupla Çalışma, Gezi / Gözlem, | |
| 3 | Kuantum mekaniğinin önermelerini ayrıntılı bir şekilde açıklar. | Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, Tartışma, Grupla Çalışma, Gezi / Gözlem, | |
| 4 | Kuantum mekaniğinde operatörlerin hermityenliğini inceler. | Anlatım, Soru-Cevap, Gezi / Gözlem, | |
| 5 | Özdeğer ve özfonksiyon tanımlarını tartışır ve örneklerle açıklar. | Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, Tartışma, Grupla Çalışma, Gezi / Gözlem, | |
| 6 | Heisenberg belirsizlik ilkesini elde eder ve yorumlar. | Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, Tartışma, Grupla Çalışma, Gezi / Gözlem, | |
| 7 | Hermityenlik yardımıyla korunum yasalarını inceler. | Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, Tartışma, Grupla Çalışma, Gezi / Gözlem, | |
| 8 | Küresel koordinatlar yardımıyla hidrojen atomunun dalga mekaniğini analiz eder. | Anlatım, Beyin Fırtınası, Grupla Çalışma, Gezi / Gözlem, | |
| 9 | Yörünge açısal momentumun özdeğer denklemlerini elde eder ve açıklar. | Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, Tartışma, Grupla Çalışma, Gezi / Gözlem, | |
| 10 | Kuantum sayıları ve fiziksel anlamlarını ana hatlarıyla belirtir. | Anlatım, Beyin Fırtınası, Tartışma, Grupla Çalışma, Gezi / Gözlem, | |
| 11 | Kuantum sistemlerini açıklar. | Anlatım, Tartışma, Gezi / Gözlem, | |
| 12 | Mikro ve nano sistemlerin analizini yapar. | Anlatım, Tartışma, Gezi / Gözlem, | |
| 13 | Dirac Bra-ket notasyonunu kullanır. | Anlatım, Gezi / Gözlem, | |
| 14 | Belirsizlik ilkesini kuantum mekaniksel olaylara uygular. | Anlatım, Tartışma, Gezi / Gözlem, | |
| 15 | Spin kavramını kuantum mekaniksel olarak algılar. | Anlatım, Tartışma, Gezi / Gözlem, |
| Hafta | Ders Konuları | Ön Hazırlık |
|---|---|---|
| 1 | Mesleki etik ilkeler ve sorumluluk bilinci üzerine karşılaşılabilecek durumların özeti, 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. |
| Ders Kaynakları | [5] Kuantum Mekaniği 1, T. Dereli, A. Verçin, METU press, Ankara, 1998. |
| 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 | ||||||
| 2 | Fen ve matematik alanlarındaki kuramsal, deneysel ve teknolojik bilgi ve deneyimlerini uygulama ve kavrama | ||||||
| 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 | ||||||
| 4 | Fizik uygulamalarında deney kurma ve gerçekleştirme, veri toplama, deney sonuçlarını analiz etme, yorumlama ve kavrama | ||||||
| 5 | Fizik alanı uygulamalarının sonuçları hakkında toplumu bilgilendirme, onlara düşüncelerini, problemlere ilişkin çözüm yöntemlerini, nicel ve nitel verilere dayandırarak açık bir biçimde aktarma becerisi | ||||||
| 6 | Fizik alanı ile ilgili modern ve teknolojik yöntem, teknik ve cihazları kullanma becerisi | ||||||
| 7 | Fizik alanında gerekli olan bilgisayar yazılımı ve donanımı kullanabilme becerisi | ||||||
| 8 | Alan dışı seçimlik desler ile farklı ilgi alanlarında kişisel gelişimi destekleme becerisi | ||||||
| 9 | Disiplinlerarası çalışmaları bağımsız ya da takımlarda etkin bir biçimde yürütme becerisi | ||||||
| 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 | ||||||
| 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 | ||||||
| # | Ders Öğrenme Çıktılarının Program Çıktılarına Katkısı | PÇ 1 | PÇ 2 | PÇ 3 | PÇ 4 | PÇ 5 | PÇ 6 | PÇ 7 | PÇ 8 | PÇ 9 | PÇ 10 | PÇ 11 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Schrödinger dalga denklemini tanımlar ve özelliklerini analiz eder. | 5 | 5 | |||||||||
| 2 | Değişik potansiyellerde Schrödinger dalga denklemini yorumlar ve örneklerle açıklar. | 5 | 5 | |||||||||
| 3 | Kuantum mekaniğinin önermelerini ayrıntılı bir şekilde açıklar. | 5 | 5 | |||||||||
| 4 | Kuantum mekaniğinde operatörlerin hermityenliğini inceler. | 5 | 5 | |||||||||
| 5 | Özdeğer ve özfonksiyon tanımlarını tartışır ve örneklerle açıklar. | 5 | 5 | |||||||||
| 6 | Heisenberg belirsizlik ilkesini elde eder ve yorumlar. | 5 | 5 | |||||||||
| 7 | Hermityenlik yardımıyla korunum yasalarını inceler. | 5 | 5 | |||||||||
| 8 | Küresel koordinatlar yardımıyla hidrojen atomunun dalga mekaniğini analiz eder. | 5 | 5 | |||||||||
| 9 | Yörünge açısal momentumun özdeğer denklemlerini elde eder ve açıklar. | 5 | 5 | |||||||||
| 10 | Kuantum sayıları ve fiziksel anlamlarını ana hatlarıyla belirtir. | 5 | 5 | |||||||||
| 11 | Kuantum sistemlerini açıklar. | 5 | 5 | |||||||||
| 12 | Mikro ve nano sistemlerin analizini yapar. | 5 | 5 | 5 | ||||||||
| 13 | Dirac Bra-ket notasyonunu kullanır. | 5 | 5 | |||||||||
| 14 | Belirsizlik ilkesini kuantum mekaniksel olaylara uygular. | 5 | 5 | 5 | 5 | |||||||
| 15 | Spin kavramını kuantum mekaniksel olarak algılar. | 5 | 5 | 5 |
| Değerlendirme Sistemi | |
|---|---|
| Yarıyıl Çalışmaları | Katkı Oranı |
| 1. Ara Sınav | 100 |
| 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 |
| 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 | 406 | ||
| Toplam İş Yükü / 25 (Saat) | 16,24 | ||
| Dersin AKTS Kredisi | 6 | ||