ΤΡΑΧΑΝΑΣ ΣΤΕΦΑΝΟΣ

ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗΣ ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ

Kαρπός της µακράς ενασχόλησης του συγγραφέα µε τη διδασκαλία της κβαντικής φυσικής, τούτο το βιβλίο επιχειρεί µια νέα προσέγγιση στον τρόπο διδασκαλίας του αντικειµένου στο πιο εισαγωγικό δυνατό επίπεδο· το επίπεδο της γενικής φυσικής. Το βασικό στοιχείο αυτής της νέας προσέγγισης είναι η σπονδυλωτή δοµή. Το συνεχές της διδακτέας ύλης σπάει σε έναν µεγάλο αριθµό αυτόνοµων µαθηµάτων που είναι επίσης αυτόνοµα εξετάσιµα. Ώστε να µπορεί ο φοιτητής να ελέγξει «επιτόπου» αν τα έχει κατανοήσει ή όχι, λύνοντας έναν µικρό αριθµό ασκήσεων πολλαπλής επιλογής. Η εκπαιδευτική προσέγγιση του βιβλίου διαφέρει επίσης σηµαντικά από εκείνη των βιβλίων σύγχρονης φυσικής ως προς τούτο: Εδώ η παρουσίαση των εφαρµογών δεν έχει τον συνήθη εγκυκλοπαιδικό χαρακτήρα –όπου η κύρια έµφαση είναι στην παράθεση πληροφορίας και όχι στην κατανόηση– αλλά αποσκοπεί στο να αναδειχθούν µε διαύγεια οι θεµελιώδεις κβαντικοί µηχανισµοί που βρίσκονται πίσω τους. Ο κύριος σκοπός του βιβλίου είναι να διδάξει τις κβαντικές έννοιες µέσα από τις εφαρµογές τους.

Το βιβλίο απευθύνεται κυρίως σε δευτεροετείς φοιτητές των σχολών θετικών επιστηµών –κυρίως των τµηµάτων φυσικής, χηµείας και επιστήµης υλικών– καθώς και των πολυτεχνικών σχολών της χώρας, ιδιαίτερα των τµηµάτων ηλεκτρολόγων και χηµικών µηχανικών. Αλλά απευθύνεται επίσης στον καθηγητή φυσικής της µέσης εκπαίδευσης που θέλει να δώσει στον εαυτό του µια δεύτερη ευκαιρία να αποκτήσει τις βασικές γνώσεις κβαντικής φυσικής µέσα από ένα πολύ σύντοµο βιβλίο γραµµένο στο απλούστερο δυνατό επίπεδο.

ΣΥΓΓΡΑΦΕΑΣ

Γεννήθηκε το 1943 στο Καβούσι Λασηθίου Κρήτης, από το δημοτικό σχολείο του οποίου και αποφοίτησε. Έκανε τις γυμνασιακές του σπουδές στο Γυμνάσιο Ιεραπέτρας και το νυχτερινό Γυμνάσιο Αγίου Αρτεμίου Αθηνών απ' όπου και πήρε το απολυτήριό του. Σπούδασε στη Σχολή Μηχανολόγων Ηλεκτρολόγων του Εθνικού Μετσοβίου Πολυτεχνείου, με υποτροφία του Ιδρύματος Κρατικών Υποτροφιών για όλα τα έτη των σπουδών του. Όμως το ενδιαφέρον του στράφηκε από πολύ νωρίς στη θεωρητική φυσική την οποία και σπούδασε σε μεταπτυχιακό επίπεδο, αρχικά στο Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών «Δημόκριτος» –με υποτροφία της Εθνικής Επιτροπής Ατομικής Ενέργειας- και αμέσως μετά (1971) στο τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Harvard με υποτροφία του πανεπιστημίου. Εν τούτοις -παρότι είχε περάσει με υψηλή διάκριση τις εξετάσεις του υποψήφιου διδάκτορα- απέτυχε να προσαρμοστεί στο πανεπιστημιακό περιβάλλον το οποίο τελικά εγκατέλειψε το 1973 αφήνοντας ανολοκλήρωτη τη διατριβή του. Αναζητώντας μια νέα σχέση με τη φυσική, έξω από το πανεπιστημιακό πλαίσιο αυτή τη φορά, αφιέρωσε τα επόμενα δέκα χρόνια της ζωής του (1973-1983) στη συγγραφή ενός βιβλίου κβαντομηχανικής αρχικά, κι ενός βιβλίου διαφορικών εξισώσεων λίγο αργότερα, κυρίως για να απαντήσει δικά του εκκρεμή ερωτήματα παρά να διδάξει κάποιους άλλους. Καλλιέργησε έτσι μια ενδοστρεφή παιδαγωγική που επικεντρώνεται πρωτίστως στην ατελή κατανόηση του αντικειμένου από τον ίδιο το δάσκαλο παρά στις δυσκολίες της πρόσληψής του από το φοιτητή. Επιστρέφει σε πανεπιστημιακό περιβάλλον -και στην «ομαλή» ζωή- το 1983 όταν, μετά την έκδοση του πρώτου του βιβλίου, μια ομάδα ανθρώπων από το νεοσύστατο τότε Πανεπιστήμιο Κρήτης, με πρωτεργάτη τον Λευτέρη Οικονόμου, έκρινε ότι το τμήμα Φυσικής θα είχε κάτι να κερδίσει από την ανορθόδοξη εμπειρία του. Το πείραμα κρίθηκε μάλλον επιτυχές, και ως αποτέλεσμα αυτού συνεχίζει έκτοτε να διδάσκει στο Φυσικό τμήμα, εκ περιτροπής όλα σχεδόν τα βασικά του μαθήματα. Με έμφαση στην κβαντική θεωρία και τις διαφορικές εξισώσεις. Εν τούτοις η σχέση του με το Φυσικό τμήμα θα παραμείνει άτυπη, χωρίς συμβατικές δεσμεύσεις και οικονομικό περιεχόμενο, το οποίο του επιτρέπει την ανεκτίμητη πολυτέλεια να εκτελεί το διδακτικό του έργο ως μια απόλυτα εθελοντική επιλογή. Ενώ η οργανική του θέση όλα αυτά τα χρόνια είναι στο Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ) όπου είχε μέχρι και το 2013 την ευθύνη της διεύθυνσης των Πανεπιστημιακών Εκδόσεων Κρήτης. Σε αναγνώριση της διδακτικής προσφοράς του στο Φυσικό τμήμα, το Πανεπιστήμιο Κρήτης τον αναγόρευσε το 2002 σε επίτιμο διδάκτορά του, ενώ το έτος 2012 του απονεμήθηκε το εθνικό «Βραβείο Εξαίρετης Πανεπιστημιακής Διδασκαλίας Βασίλη Ξανθόπουλου - Στέφανου Πνευματικού» που επιδίδεται από τον Πρόεδρο της Ελληνικής Δημοκρατίας. Σημαντικότερο από την άμεση διδασκαλία -ως προς την έκταση της επίδρασης που μπορεί να έχει- θεωρεί ο ίδιος το συγγραφικό του έργο. Το οποίο αριθμεί σήμερα εννέα συνολικά βιβλία στα πεδία της κβαντικής μηχανικής και των διαφορικών εξισώσεων. Βιβλία που ευτύχησαν να αγαπηθούν από τους αναγνώστες τους και λόγω αυτού να έχουν πλέον καθιερωθεί ως τα βασικά συγγράμματα στα τμήματα θετικών επιστημών και τις πολυτεχνικές σχολές της χώρας. Τα τωρινά του συγγραφικά ενδιαφέροντα εστιάζονται στη δημιουργία διαδραστικών ηλεκτρονικών βιβλίων κατάλληλων για ανοικτά πανεπιστημιακά μαθήματα μέσω διαδικτύου. Στενά συνυφασμένο με τη διδασκαλία και τη συγγραφή θεωρεί και το έργο του στις Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης. Την προσπάθεια να δημιουργηθεί μια εστία ποιότητας για το επιστημονικό βιβλίο τόσο των θετικών όσο και των ανθρωπιστικών επιστημών. Ένας δημόσιος θεσμός που θα βασίζει τη λειτουργία του πρωτίστως στην κοινωνία των πολιτών προς την οποία απευθύνεται το έργο του και όχι στο κράτος. Για το ρόλο του σ' αυτή την προσπάθεια του απονεμήθηκε το 2009 το εκδοτικό βραβείο του περιοδικού «Διαβάζω». Τέλος, για όσους γνωρίζουν την προσωπική του στάση απέναντι στη σκοτεινή πλευρά του συστήματος των συγγραμμάτων -και τις προσπάθειες που κατέβαλε στο παρελθόν για τη μεταρρύθμισή του- η απειλούμενη σήμερα κατάρρευση του θεσμού έχει τη δική της αναδρομική σημασία. Οι δάσκαλοι που είχαν τη μεγαλύτερη επίδραση στην πνευματική του συγκρότηση είναι οι Στέλιος Βασιλάκης, καθηγητής φιλολογίας στο Γυμνάσιο Ιεραπέτρας, Γιάννης Ηλιόπουλος καθηγητής θεωρητικής φυσικής στην Ecole Normale Superieure, Θανάσης Κωστίκας πειραματικός φυσικός στον "Δημόκριτο" και Sidney Coleman καθηγητής θεωρητικής φυσικής στο Harvard. Αλλά επίσης η επαφή του μ' έναν μεγάλο λαϊκό πολιτισμό που ήταν ακόμα ακμαίος τα παιδικά του χρόνια.

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

ΜΕΡΟΣ Α [ΜΑΘΗΜΑΤΑ 1-10]
Τα θεµελιώδη κβαντικά φαινόµενα και η αρχή του κυµατοσωµατιδιακού δυϊσµού

Μάθημα 1: Το μέλαν σώμα Ι: οι εμπειρικοί νόμοι

Μάθημα 2: Το μέλαν σώμα ΙΙ: Η υπόθεση του φωτεινού κβάντου

Μάθημα 3: Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο

Μάθημα 4: Το φαινόμενο Compton

Μάθημα 5: Φως και βαρύτητα

Μάθημα 6: Το πλανητικό μοντέλο του ατόμου και το πρόβλημα της ατομικής σταθερότητας

Μάθημα 7: Η θεωρία του Bohr Ι: Οι συνθήκες κβάντωσηςκαι οι συνέπειές τους

Μάθημα 8: Η θεωρία του Bohr ΙΙ: Η εξήγηση της ατομικής σταθερότητας και το κλασσικό όριο

Μάθημα 9: Ο κυματοσωματιδιακός δυϊσμός της ύλης Ι: Η υπόθεση de Broglie

Μάθημα 10: Ο κυματοσωματιδιακός δυϊσμός της ύλης ΙΙ: Συνέπειες και πειραματικός έλεγχος

ΜΕΡΟΣ Β [ΜΑΘΗΜΑΤΑ 11-20]
Μια στοιχειώδης εισαγωγή στη σύγχρονη κβαντοµηχανική

Μάθημα 11: Η εξίσωση του Schrodinger και η στατιστική ερμηνεία της κυματοσυνάρτησης (Ι)

Μάθημα 12: Σωματίδιο σε ένα σωληνάκι ή το απειρόβαθο πηγάδι δυναμικού

Μάθημα 13: Η στατιστική ερμηνεία της κυματοσυνάρτησης ΙΙ: Μέση θέση και αβεβαιότητα θέσης

Μάθημα 14: Η αρχή αβεβαιότητας θέσης-ορμής

Μάθημα 15: Η στατιστική ερμηνεία της κυματοσυνάρτησης ΙΙΙ: Ο γενικός τύπος της μέσης τιμής

Μάθημα 16: Ο αρμονικός ταλαντωτής

Μάθημα 17: Το κβαντομηχανικό «σκαλοπάτι» δυναμικού: Το φαινόμενο της «απαγορευμένης ανάκλασης»

Μάθημα 18: Το φράγμα δυναμικού στην κβαντομηχανική: Το φαινόμενο της σήραγγας

Μάθημα 20: Η αρχή αβεβαιότητας χρόνου – ενέργειας

ΜΕΡΟΣ Γ [ΜΑΘΗΜΑΤΑ 21-30]
Άτοµα και µόρια: Το περιοδικό σύστηµα των στοιχείων και η φύση του χηµικού δεσµού

Μάθημα 21: Το άτομο του υδρογόνου Ι: Λύσεις με σφαιρική συμμετρία

Μάθημα 22: Το άτομο του υδρογόνου ΙΙ: Το σύνολο των λύσεων

Μάθημα 23: Στροφορμή και ατομικός μαγνητισμός: Το φαινόμενο Zeeman και το πείραμα Stern-Gerlach

Μάθημα 24: Το σπιν: Μια καθαρά κβαντική στροφορμή

Μάθημα 25: Το σπιν και η γενικευμένη αρχή του Pauli

Μάθημα 26: Πολυηλεκτρονιακά άτομα Ι: Το περιοδικό σύστημα των στοιχείων

Μάθημα 27: Πολυηλεκτρονιακά άτομα ΙΙ: Ολικές ατομικές στροφορμές και οι αντίστοιχοι κβαντικοί αριθμοί

Μάθημα 28: Μόρια: κβαντική θεωρία του χημικού δεσμού Ι: Το πρόβλημα του διπλού πηγαδιού

Μάθημα 29: Μόρια: κβαντική θεωρία του χημικού δεσμού ΙΙ: Εφαρμογή σε απλά μόρια

Μάθημα 30: Μοριακά φάσματα

ΜΕΡΟΣ Δ [ΜΑΘΗΜΑΤΑ 31-35]
Ύλη και φως: Η αλληλεπίδραση των ατόµων µε την ΗΜ ακτινοβολία και µια θεµελιώδης εφαρµογή της. Το φως LASER

Μάθημα 31: Ύλη και φως Ι: Οι τέσσερις βασικές διαδικασίες και ο τρόπος περιγραφής τους

Μάθημα 32: ‘Υλη και φως ΙΙ: Οι εκθετικοί νόμοι χρονικής και χωρικής απόσβεσης – τάξεις μεγέθους

Μάθημα 33: Ύλη και φως σε συντονισμό: Το φως λέιζερ

Μάθημα 34: Ιδιότητες του φωτός λέιζερ

Μάθημα 35: Το φως καθ’ εαυτό: Πολώμενα φωτόνια και η κβαντομηχανική περιγραφή τους

ΜΕΡΟΣ Ε [ΜΑΘΗΜΑΤΑ 36-40]
Από τα µόρια στα στερεά: Αγωγοί, ηµιαγωγοί, µονωτές

Μάθημα 36: Κίνηση σε μια περιοδική αλυσίδα πηγαδιών Ι: Το ταινιωτό φάσμα

Μάθημα 37: Κίνηση σε μια περιοδική αλυσίδα πηγαδιών ΙΙ: Κρυσταλλική ορμή και ενεργός μάζα

Μάθημα 38: Κβαντική θεωρία της αγωγιμότητας Ι: Αγωγοί και μονωτές

Μάθημα 39: Κβαντική θεωρία της αγωγιμότητας ΙΙ: Ημιαγωγοί

Μάθημα 40: Ενέργεια Fermi και πυκνότητα καταστάσεων

 

ΔΗΜΟΣΙΕΥΜΑΤΑ

ΑΝΑΛΥΤΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ

  • ISBN
    978-960-524-345-6
  • Έτος Α' έκδοσης
    2012
  • Έτος τρέχουσας έκδοσης
    2012
  • Τεχνικά χαρακτηριστικά
    232 21 30 Έγχρωμο βιβλίο δίχρωμο
  • Τιμή καταλόγου
    25,00