Φυσική

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

Ο Στέφανος Τραχανάς διδάσκει, µεταξύ άλλων, κβαντική φυσική και διαφορικές εξισώσεις στο τµήµα Φυσικής του Πανεπιστηµίου Κρήτης από το 1983 έως σήµερα. Από το 1986 και µετά είναι µέλος του επιστηµονικού προσωπικού του Ιδρύµατος Τεχνολογίας και Έρευνας, και η διδασκαλία του στο τµήµα Φυσικής προσφέρεται δωρεάν.

Είναι συγγραφέας έντεκα πανεπιστηµιακών συγγραµµάτων στα παραπάνω πεδία, καθώς και των βιβλίων Το φάντασµα της όπερας: Η επιστήµη στον πολιτισµό µας και Το αµάρτηµα της Εύας: Φυσική κάτω από τ’ άστρα και δηµιουργική µάθηση, τα οποία απευθύνονται στο ευρύτερο κοινό. Το βιβλίο του An Introduction to Quantum Physics κυκλοφόρησε πρόσφατα από τον εκδοτικό οίκο Wiley.

Το 2003 ανακηρύχθηκε σε επίτιµο διδάκτορα του Πανεπιστηµίου Κρήτης, ενώ το 2012 του απονεµήθηκε το Εθνικό Βραβείο Εξαίρετης Πανεπιστηµιακής ∆ιδασκαλίας εις µνήµην Ξανθόπουλου – Πνευµατικού. Για το σύνολο της προσφοράς του τιµήθηκε το 2015 µε τον Ανώτερο Ταξιάρχη του Φοίνικα της Ελληνικής ∆ηµοκρατίας.

Το 2022, το τµήµα Φυσικής του Πανεπιστηµίου Κρήτης έδωσε το όνοµά του σε ένα από τα αµφιθέατρά του, και το 2023 ο ∆ήµος Ηρακλείου τού απένειµε το Βραβείο Ηθικής Τάξεως της πόλης.

Ως ιδρυτικό µέλος και διευθυντής των Πανεπιστηµιακών Εκδόσεων Κρήτης (ΠΕΚ) του Ιδρύµατος Τεχνολογίας και Έρευνας µέχρι το 2013, είχε τη βασική ευθύνη για τη δηµιουργία του πρώτου πανεπιστηµιακού εκδοτικού οίκου της χώρας. Τα τελευταία χρόνια, το ενδιαφέρον του στράφηκε στα ανοικτά διαδικτυακά µαθήµατα και τους νέους δρόµους που αυτά ανοίγουν για την εξίσωση των ευκαιριών στην ποιοτική εκπαίδευση. Πιστεύοντας ότι η χώρα µας δεν µπορεί να µείνει έξω από τις επαναστατικές αλλαγές που συντελούνται αλλού σε αυτό το θέµα, πήρε την πρωτοβουλία για την ίδρυση του Κέντρου Ανοικτών ∆ιαδικτυακών Μαθηµάτων Mathesis –ενός αυτόνοµου και αυτοχρηµατοδοτούµενου τµήµατος των ΠΕΚ– στο οποίο και προσφέρει εθελοντικά την εργασία του τόσο ως διευθυντής του όσο και ως δάσκαλος ή συγγραφέας. Η επιτυχία του «πειράµατος» είναι το προσωπικό του στοίχηµα για τα επόµενα 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 εντύπου
    978-960-524-345-6
  • A' έκδοση
    2012
  • Τρέχουσα έκδοση
    2012
  • Τεχνικά χαρακτηριστικά
    232 21 30 Έγχρωμο βιβλίο δίχρωμο
  • Τιμή καταλόγου
    25,00