Mühendislik Fakültesi Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji

BEK-1
Mühendislik Fakültesi
Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Bölümü
Dersin Adı
DERS TANITIM BİLGİLERİ
Malzeme Biliminde Kuantum Mekaniği I
Dersin Kodu
Teori/Saat
Uygulama/Saat
Laboratuar/Saat AKTS Kredisi
MNT 305
Dersin
Koordinatörü
Öğretim
Elemanları
Yardımcı
Öğretim
Elemanları
3
0
0
Dersin Amacı
Dersin İçeriği
Dersin Dili
5
Yrd.Doç.Dr. Hulusi Açıkgöz
Yrd.Doç.Dr. Hulusi Açıkgöz,Yrd.Doç.Dr. Necati Vardar, Yrd.Doç.Dr.
Ayben Karasu Uysal
Arş.Gör. Emre Burak Ertuş
Temel bir anlayış sağlamak için:
• Kuantum Mekaniğinin doğası ve fiziksel ilkeleri
• matematiksel formülasyonu
• malzeme bilimi ilgilendiren problemlerin yaklaşık çözümlerini elde etmek
için yöntemler
• Kuantum İstatistik Mekaniği temel ilkeleri
• Atomların, moleküllerin ve katıların doğasını anlamak için Kuantum
mekaniğini kullanma.
Klasik ve modern fiziğin temelleri, Elektronların dalga benzeri davranışı,
Ehrenfest’in prensibi, Schrodinger’in dalga denklemi, momentum ve
Hamil-tonian operatörleri, zamandan bağımsız Schrodinger denklemi,
Enerji beklenti değeri, momentum belirsizlik ilkesi.Heisenberg Belirsizlik
İlkesi. Operatörler ve Gözlemler, Uygulamalar
İngilizce
DERSİN PROGRAM TEMEL YETERLİLİKLERİ İLE İLİŞKİSİ
No
Program yeterlilikleri
A
K
Temel Bilimleri Mühendislik Sistemlerinin Analizi İçin Kullanabilme
Kuantum Mekaniği ve Katıhal Fiziğinini Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji
Alanında Kullanabilme
DERSİN PROGRAM YETERLİLİKLERİNİ KARŞILAMA DÜZEYİ
No
Alt Yeterlilikler (Bilgi, Beceriler ve Yetkinlikler)*
A3
K9
Temel Fizik bilgi ve teoremlerini bilmeli
Klasik ve modern fiziği malzeme ve nanoteknoloji
uygulamalarında kullanabilme
Kuantum mekaniğinin temel kavramlarını
belirleyebilme ve tanımlayabilme
Kuantum mekaniğinin postulatlarını belirleyebilme ve
tanımlayabilme.
Heisenberg belirsizlik ilkesinin neyi ifade ettiğini bilme
K10
Scrödinger denklemini yazabilmeli ve özelliklerini
K1
K7
K8
Karşılama Düzeyi
Düşük
Orta
Yüksek
X
X
X
X
X
X
BEK-1
açıklayabilme
K11
K12
Açısal momentum ve spin teorisini bilme
Kuantum mekaniğinin malzeme bilimi ve nanoteknoloji
konuları ile ilişkisini ve bunlara etkisini kavrayabilme
X
X
DERSİN ÖĞRENME KAZANIMLARI
Program*
Yeterlilikleri
ile İlişkisi
A3
No
1
Ölçme**
Yöntemi
Temel Fizik bilgi ve teoremlerini bilir
Klasik ve modern fiziği malzeme ve nanoteknoloji
2
K1
uygulamalarında kullanabilir
Kuantum mekaniğinin temel kavramlarını belirleyebilme
3
K7
ve tanımlayabilir
Kuantum mekaniğinin postulatlarını belirleyebilme ve
4
K8
tanımlayabilir
5
K9
Heisenberg belirsizlik ilkesinin neyi ifade ettiğini bilir
Scrödinger denklemini yazabilmeli ve özelliklerini
6
K10
açıklayabilir
7
K11
Açısal momentum ve spin teorisini bilir
Kuantum mekaniğinin malzeme bilimi ve nanoteknoloji
8
K12
konuları ile ilişkisini ve bunlara etkisini kavrar
* Yazılı Sınav:1, Sözlü Sınav:2, Ev Ödevi:3, Lab./Sınav:4, Seminer/Sunum:5, Dönem
Ödevi:6
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
DERSİN HAFTALIK İÇERİĞİ
Hafta
Konu
No
1
Klasik durum
2
Kuantum mekaniğinin tarihsel gelişimi
3
Elektronların dalga benzeri davranışı
4-5
Kuantum durumu
6
8-9
Ehrenfest prensibi. Schrodinger' in dalga denklemi
Momentum ve Hamil-tonian operatörleri. Zamandan bağımsız Schrodinger
denklemi
Enerji beklenti değeri, momentum belirsizlik ilkesi. .Heisenberg Belirsizlik İlkesi.
10-11
Operatörler ve Gözlemler
12-14
Uygulamalar
7
DERS KİTABI VEYA MALZEMESİ
No
1
Kaynak
David H. McIntyre, “Quantum Mechanics”, (Pearson, San Francisco 2012), ISBN
0-321-76579-6
BEK-1
2
R.H. Dicke and J. P Wittke, “Introduction to Quantum
Mechanics”, Addison Wesley, New York, 1960), ISBN: 0-201-01510-2
AKTS/ÇALIŞMA YÜKÜ TABLOSU
Etkinlikler
Sayısı
Çalışma
Süresi
(Saat)
Çalışma Süresi
(Dakika)
Toplam
(Çalışma Yükü)
Ders Hafta Sayısı ve Saati
14
3
0
42
Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi
(Ön çalışma, Kütüphane,
Pekiştirme)
14
4
0
56
Ara Sınav
1
10
0
10
Kısa Sınav
3
5
0
15
Ödev
4
4
0
16
Uygulama
0
3
0
0
Laboratuar
0
0
0
0
Proje
0
0
0
0
Atölye
0
0
0
0
Sunum/Seminer Hazırlama
0
0
0
0
Alan Çalışması
0
0
0
0
Diğer
0
0
0
0
Dönem Sonu Sınavı
1
10
0
10
Toplam Yük
149
Toplam Yük / 30
5
Dersin AKTS Kredisi
5
* Dersin AKTS kredisi şu şekilde hesaplanır:
“Etkinlikler” sütunundaki her bir satırın dönem içindeki tekrarlama sayısı “sayısı” alanına
yazılır.
Öğrencinin her bir etkinlik için harcayacağı süre “Çalışma süresi (saat)”, “Çalışma süresi
(dakika)” alanlarına yazılır. ”Toplam (çalışma yükü)” sütunu ise bulunduğu satırdaki
“sayısı” hücresi ile “Çalışma süresi (saat)”, “Çalışma süresi (dakika)” hücresinin çarpımı
ile bulunur. Çıkan sonuç saat cinsinden yazılır.
”Toplam (çalışma yükü)” sütunundaki değerler toplanarak “Toplam Yük” değeri bulunur.
”Toplam Yük” değerinin 30’e bölünmesi ile “Toplam Yük/30” değeri bulunur.
“Toplam Yük/30” değeri kendisine en yakın tam sayıya veya buçuğa yuvarlanarak “Dersin
AKTS kredisi” bulunmuş olur.