1. Eğitim Bilgi Sistemi
  2. Nanobilim ve Nanomühendislik Pr. (Dr) (İngilizce)
  3. Kuantum Mekaniğine Giriş (2024 - 2025)
Ders Adı Kodu Yarıyıl T+U Saat Kredi AKTS
Kuantum Mekaniğine Giriş NMB 601 0 3 + 0 3 6
Ön Koşul Dersleri
Önerilen Seçmeli Dersler
Dersin Dili Türkçe
Dersin Seviyesi Doktora
Dersin Türü Seçmeli
Dersin Koordinatörü Dr.Öğr.Üyesi ABDULKADİR KIZILASLAN
Dersi Verenler Dr.Öğr.Üyesi ABDULKADİR KIZILASLAN,
Dersin Yardımcıları
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, 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, Tartışma, Gezi / Gözlem,
14 Belirsizlik ilkesini kuantum mekaniksel olaylara uygular. Anlatım, Tartışma, Gezi / Gözlem,
15 Spin kavramını kuantum mekaniksel olarak algılar. Madde ile enerji arasında ilişki kurar. Anlatım, Tartışma, Gezi / Gözlem,
Hafta Ders Konuları Ön Hazırlık
1 Schrödinger Dalga Denkleminin Türetilmesi, İstatistiksel Yorumlama, Olasılık. [1] Sayfa 1-5.
2 Normalizasyon, Momentum, Belirsizlik İlkesi. [1] Sayfa 11-17.
3 Durağan Durumlar. [1] Sayfa 20-24.
4 Sonsuz Kare Kuyu. [1] Sayfa 24-31.
5 Serbest Parçacık. [1] Sayfa 44-50.
6 Sonlu Kare Kuyu. [1] Sayfa 60-66.
7 Küresel koordinatlarda Schrödinger Denklemi. [1] Sayfa 121-133.
8 Değişkenlerin Ayrılması, Açısal Denklem. [1] Sayfa 123-124.
9 Radyal Denklem. [1] Sayfa 129-132.
10 Hidrojen Atomu, Radyal Dalga Fonksiyonu. [1] Sayfa 133-140.
11 Hidrojenin Spektrumu, Açısal Momentum. [1] Sayfa 143-144.
12 Spin. [1] Sayfa 154-170.
13 Manyetik Alandaki Elektron, Açısal Momentumların Toplanması. [1] Sayfa 160-169.
14 İki parçacıklı sistemler, Bozonlar and Fermiyonlar, Değiş-tokuş Kuvvetleri. [1] Sayfa 177-185
Kaynaklar
Ders Notu

[1] Introduction to Quantum Mechanics, D. J. Griffiths, Prentice Hall, New Jersey, 1995.
[2] Quantum Mechanics, L. D. Landau, E. M. Lifshitz, Elsevier Science, Oxford, 2003.
[3] Introduction to Quantum Mechanics, A. C. Phillips, John Wiley&Sons Ltd., West Sussex,2003.
Ders Kaynakları
Sıra Program Çıktıları Katkı Düzeyi
1 2 3 4 5
1 Yaşadığı toplumun bilgi toplumu olmasına katkıda bulunmak, toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik sorunlara çözüm sunmak amaçlarıyla alanındaki bilimsel, teknolojik, sosyal veya kültürel ilerlemeleri içeren bilimsel projeler geliştirir ve bu projeleri ulusal ve uluslararası bilimsel ortamlarda (toplantılarda) tanıtır.
2 Alanında bilimsel araştırma yaparak bilgiye genişlemesine ve derinlemesine ulaşır, alanında güncel teknik ve yöntemler ile bunların kısıtları hakkında sahip olduğu kapsamlı bilgiyi elde ettiği bilgi ile karşılaştırarak değerlendirir ve sentezleyerek yeni sonuçlar ortaya koyar.
3 Alanı ile ilgili problemleri tanımlar ve formüle eder, yeni ve/veya özgün fikir ve yöntemler geliştirir; karmaşık sistem veya süreçleri tasarlar ve tasarımlarında yenilikçi/alternatif çözümler ve/veya yöntemler geliştirir.
4 Kuramsal, deneysel ve modelleme esaslı araştırmaları tasarlar ve uygular, belirsiz, sınırlı ya da eksik verileri bilimsel yöntemlerle tamamlar; verilerin toplanması, yorumlanması, duyurulması ile yeni modellemelerin oluşturulması aşamalarında ve mesleki tüm etkinliklerde toplumsal, bilimsel ve etik değerleri gözetir.
5 Alanındaki uygulamaların sosyal, çevresel, sağlık, güvenlik, hukuki boyutlarını ile proje yönetimi ve iş hayatı uygulamalarını bilir ve bunların getirdiği kısıtların farkındadır. Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışabilir, bu tür takımlarda liderlik yapabilir ve karmaşık durumlarda çözüm yaklaşımları geliştirebilir; bağımsız çalışabilir ve sorumluluk alır.
6 Çalışmalarının süreç ve sonuçlarını, alanında veya alan dışındaki ulusal ve uluslararası ortamlarda bir yabancı dili en az Avrupa Dil Portföyü C1 Genel Düzeyinde kullanarak, yazılı ya da sözlü olarak aktararak sözlü ve yazılı iletişim kurar.
7 Malzeme özelliklerini nano ölçekte kontrol edip günümüz teknolojik ihtiyaçlarına uygun malzeme geliştirir.
# Ders Öğrenme Çıktılarının Program Çıktılarına Katkısı PÇ 1 PÇ 2 PÇ 3 PÇ 4 PÇ 5 PÇ 6 PÇ 7
1 Schrödinger dalga denklemini tanımlar ve özelliklerini analiz eder.
2 Değişik potansiyellerde Schrödinger dalga denklemini yorumlar ve örneklerle açıklar.
3 Kuantum mekaniğinin önermelerini ayrıntılı bir şekilde açıklar.
4 Kuantum mekaniğinde operatörlerin hermityenliğini inceler.
5 Özdeğer ve özfonksiyon tanımlarını tartışır ve örneklerle açıklar.
6 Heisenberg belirsizlik ilkesini elde eder ve yorumlar.
7 Hermityenlik yardımıyla korunum yasalarını inceler.
8 Küresel koordinatlar yardımıyla hidrojen atomunun dalga mekaniğini analiz eder.
9 Yörünge açısal momentumun özdeğer denklemlerini elde eder ve açıklar
10 Kuantum sayıları ve fiziksel anlamlarını ana hatlarıyla belirtir.
11 Kuantum sistemlerini açıklar.
12 Mikro ve nano sistemlerin analizini yapar.
13 Dirac Bra-ket notasyonunu kullanır.
14 Belirsizlik ilkesini kuantum mekaniksel olaylara uygular.
15 Spin kavramını kuantum mekaniksel olarak algılar. Madde ile enerji arasında ilişki kurar.
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 3 48
Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi(Ön çalışma, pekiştirme) 16 3 48
Ara Sınav 1 15 15
Kısa Sınav 2 5 10
Ödev 1 5 5
Final 1 20 20
Toplam İş Yükü 146
Toplam İş Yükü / 25 (Saat) 5,84
Dersin AKTS Kredisi 6