ΦΥΣΙΚΗ

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές/τριες θα είναι σε θέση:

• Να εφαρμόζουν τους νόμους της Φυσικής στους διάφορους τομείς
• Να αντιληφθούν τον συσχετισμό της Φυσικής με τον έλεγχο της ύλης
• Να μελετούν με την βοήθεια των Μαθηματικών τόσο ποσοτικά όσο και ποιοτικά τα διάφορα φαινόμενα
• Να κατανοούν τις διάφορες μεταβολές και πως μπορούν να επιδρούν σε αυτές
• Να κατανοήσουν σε μεγαλύτερα εξάμηνα δυσνόητες έννοιες όπως τις θερμοχημικές μεταβολές
• Να θέσουν τα θεμέλια σε συναφείς κατευθύνσεις της επιστήμης, όπως αυτή της φυσικοχημείας
• Να αντιληφθούν τις δυνατότητες επίδρασης στον μικρόκοσμο, όπως ανίχνευση, μέτρηση και εξουδετέρωση μικροβίων
• Να είναι σε θέση να κατανοούν μεθόδους ποιοτικού και ποσοτικού ελέγχου
• Να μπορούν να αντιληφθούν επιδράσεις σε μεγάλη κλίμακα, όπως πχ αυτές του περιβάλλοντος

 

Ταυτόχρονα από το εργαστηριακό μέρος θα έχουν αποκτήσει γνώσεις με σκοπό :

• Να μπορούν να χειρίζονται μετρητικές διατάξεις
• Να επεξεργάζονται μετρητικά αποτελέσματα
• Να κατανοούν άμεσα τις μεταβολές πειραματικών αποτελεσμάτων

 

Γενικές Ικανότητες

• Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
• Λήψη αποφάσεων
• Αυτόνομη εργασία
• Ομαδική εργασία
• Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής
• Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με σκοπό την εφαρμογή της θεωρίας στην πράξη

 

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

 

Θεωρητικό Μέρος Μαθήματος

Εισαγωγή. Φυσικά μεγέθη (θεμελιώδη και παράγωγα), διαστάσεις φυσικών μεγεθών. Συστήματα μετρήσεων και μονάδες μέτρησης. Στοιχεία διανυσματικού λογισμού. Συστήματα συντεταγμένων, διανύσματα, μοναδιαία διανύσματα, εσωτερικό και εξωτερικό γινόμενο διανυσμάτων. Διανυσματικός ορισμός δυνάμεων, ροπών, ροπή δυνάμεως ως προς σημείο και ως προς άξονα, ροπή ζεύγους δυνάμεων, σύνθεση δυνάμεων και ροπών. Οι νόμοι του Νεύτωνα. Συνθήκες ισορροπίας υλικού σημείου. Ισορροπία στερεού σώματος. Κινηματική και δυναμική του υλικού σημείου και του στερεού σώματος. Μεταφορική και περιστροφική κίνηση. Γραμμική και γωνιακή ταχύτητα. Γραμμική και γωνιακή επιτάχυνση. Γραμμική ορμή, στροφορμή. Αρχές διατήρησης γραμμικής ορμής και στροφορμής. Έργο, κινητική ενέργεια (γραμμική και περιστροφική), δυναμική ενέργεια. Ενεργειακά θεωρήματα. Ταλαντώσεις. Περιοδική κίνηση. Απλή αρμονική ταλάντωση. Συνθήκη ανάπτυξης ταλαντώσεων, δύναμη επαναφοράς και δύναμη απόσβεσης. Ταλάντωση υλικού σημείου. Εξωτερικές περιοδικές δυνάμεις. Ελεύθερες και εξαναγκασμένες ταλαντώσεις. Συντονισμός. Κυματική. Εγκάρσια και διαμήκη κύματα. Ταχύτητα, ενέργεια και ένταση κύματος. Αρχή επαλληλίας. Ιδιότητες κυμάτων. Στάσιμα κύματα. Διάδοση θερμότητας, θερμικές ιδιότητες της ύλης, θερμοδυναμικά μεγέθη, θερμοδυναμικά αξιώματα. Ηλεκτρικό φορτίο, κίνηση φορτισμένων σωματιδίων μέσα σε ηλεκτρικά πεδία. Ηλεκτροστατικά πεδία, ηλεκτρική ροή. Τάση και δυναμικό στο κενό και στην ύλη, ηλεκτρικό δίπολο., μέταλλα – μονωτές. Πυκνωτές, διηλεκτρικά, πόλωση διηλεκτρικών, ενέργεια ηλεκτρικού πεδίου. Ηλεκτρική αγωγιμότητα και αντίσταση σε μέταλλα και μονωτές, εξάρτηση αγωγιμότητας και αντίστασης από την θερμοκρασία. Ηλεκτρικό ρεύμα, ηλεκτρική ισχύς, θερμικά αποτελέσματα ρεύματος. Ηλεκτρικές πηγές. Νόμος Ohm. Μαγνητικό πεδίο, νόμος Biot-Savart, δυνάμεις Laplace σε φορτία και αγωγούς. Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή, νόμος Faraday, αυτεπαγωγή, αμοιβαία επαγωγή, ενέργεια μαγνητικού πεδίου. Ηλεκτρομαγνητικά κύματα, Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Δομή του ατόμου. Ενεργειακές καταστάσεις της ύλης. Φάσματα. Κβάντωση και ακτινοβολία. Φάσματα εκπομπής και απορρόφησης. Οπτική, κύματα, ανάκλαση και διάθλαση. Φακοί. Σχηματισμός ειδώλου, συμβολή και περίθλαση του φωτός. Φωτομετρικά μεγέθη. Αρχές κβάντωσης ατόμου και πυρήνα. Διέγερση πυρήνα, ραδιενέργεια και ραδιενεργά υλικά.

 

Εργαστηριακό Μέρος Μαθήματος

Οι ενότητες που μελετώνται είναι οι εξής :

1. Σφάλματα και στατιστική επεξεργασία πειραματικών μετρήσεων- Γραφικές παραστάσεις, κλίση καμπύλης, μέθοδος των ελαχίστων τετραγώνων
2. Μετρήσεις γεωμετρικών μεγεθών με χρήση διαστη-μόμετρου, μικρόμετρου και σφαιρόμετρου
3. Μέτρηση της επιτάχυνσης της βαρύτητας με τη βοήθεια του απλού εκκρεμούς
4. Προσδιορισμός της σταθεράς ενός ελατηρίου
5. Εύρεση της πυκνότητας στερεών και υγρών
6. Μελέτη στερεού σώματος
7. Προσδιορισμός του συντελεστή εσωτερικής τριβής (ιξώδους) υγρών με την μέθοδο της πτώσης μικρών σφαιρών
8. Προσδιορισμός συντελεστή γραμμικής διαστολής
9. Φαινόμενα ανταλλαγής θερμότητας
10. Μέτρηση της ταχύτητας του ήχου στον αέρα
11. Προσδιορισμός της ταχύτητας άντλησης περιστροφικής αντλίας
12. Βαθμολογία φασματοσκοπίου και προσδιορισμός φασμάτων εκπομπής και απορρόφησης

 

ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

 

Ελληνική

1. Φυσική για επιστήμονες και μηχανικούς: Α και Β τόμος, Συγγραφείς: Raymond A. Serway, John W. Jewett, Εκδότης: Εκδόσεις Κλειδάριθμος ΕΠΕ, 2013
2. Πανεπιστημιακή Φυσική, Α και Β τόμος τόμος, συγγραφείς: Young H., Εκδότης: Εκδόσεις Α. Παπαζήσης, 2008
3. Φυσική, 1ος και 2ος τόμος, Συγγραφείς: Halliday David, Resnick Robert, Walker Jearl, Γενική επιμέλεια Παπανικόλας Κώστας, Έκδοση: Εκδότης: Γ. Δαρδανος και Σια Ε.Ε., 1η έκδ./2013

 

Ξενόγλωσση

1. Doug Giancoli, Physics for Scientists & Engineers with Modern Physics Vol. 1: Pearson New International Edition (4e), Published date 02/08/2013
2. Ohanian H.C. and Market J.T., Physics for Engineers and Scientists, Vol. 1, 3rd edition, Norton W.W. & Company Inc., 2006.
3. Tipler P.A. and Mosca G., Physics for Scientists and Engineers, Volume 1: 6th edition, W.H. Freeman Publ., 2007.
4. Nolan P.J. and Bigliani R., Experiments in Physics, McGraw-Hill, 2nd edition, 1994.
5. Fishbane, P.M., Gasiorowicz, S., Thornton, S.T., Physics for Scientists and Engineers, Prentice-Hall, 1993. (βιβλιοθήκη ΤΕΙ-Α)
6. Keller F.J., Gettys W.E. and Skove M.J., Physics: Classical and Modern, 2nd edition, McGraw-Hill, 1992.

 

Συναφή επιστημονικά περιοδικά:

1. American Journal of Physics
2. European Journal of Physics Education
3. Journal of Physics Students (JPS)
4. American Institute of Physics
5. Canadian Undergraduate Physics Journal