(Υποχρεωτικό / Εβδομαδιαίες Ώρες Μαθήματος: 5 / Τρόπος εξέτασης: Εξέταση στο τέλος του εξαμήνου ή τον Σεπτέμβριο / Πιστωτικές Μονάδες: 6 )
Ε. Ροδίτη (Επίκ. Καθηγήτρια), Ε. Γιαννακάκη (Λέκτορας), Τμήματος Φυσικής ΕΚΠΑ
Α. ΜΗΧΑΝΙΚΗ
• Κίνηση στο χώρο-Ταχύτητα-επιτάχυνση. Κυκλική κίνηση-Γωνιακή και γραμμική ταχύτητα-Επιτάχυνση.
• Δύναμη. Αξιώματα Newton. Δυνάμεις αδρανείας. Ισορροπία δυνάμεων. Πίεση. Ροπή αδρανείας. Ζεύγος δυνάμεων. Μοχλοί. Ορμή και στροφορμή.
• Τριβή. Έργο, ενέργεια, ισχύς. Μορφές ενέργειας. Αρχές διατήρησης ενέργειας, ορμής. Εφαρμογές στην ελαστική κρούση.
Β. ΡΕΥΣΤΑ
• Μακροσκοπικές μηχανικές ιδιότητες ρευστών. Οριακές επιφάνειες. Συνεκτικότητα και συνοχή. Επιφανειακή τάση. Διαβροχή, προσρόφηση. Υδροστατική. Τριχοειδή φαινόμενα. Πίεση και μέτρηση πίεσης στα ρευστά. Άνωση. Αντλίες. Παράδειγμα κυκλοφορικού συστήματος στον άνθρωπο. Υδροδυναμική. Εξίσωση συνέχειας. Ιξώδη ρευστά. Στρωτή ροή, σχέση ροής-πίεσης. Νόμος Poiseuille. Καθίζηση. Τυρβώδης ροή, αριθμός Reynolds.
Γ. ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΚΑΙ ΚΥΜΑΤΑ
• Ορισμοί, χαρακτηριστικά μεγέθη. Εξίσωση αρμονικής ταλάντωσης και λύση. Παράδειγμα εκκρεμούς, ελατηρίου-μάζας. Αποσβεννύμενες ταλαντώσεις. Εξαναγκασμένες ταλαντώσεις. Διακροτήματα. Επίπεδα και σφαιρικά μηχανικά κύματα. Διάδοση διαμήκους ή εγκάρσιου κύματος, πόλωση. Ακουστική. Ταχύτητα, εύρος, ισχύς και ένταση ηχητικών κυμάτων. Επίπεδο ήχου σε decibel, ακουστότητα. Φαινόμενο Doppler. Στάσιμα κύματα, συντονισμός. Ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Εκπομπή από το ηλεκτρικό δίπολο, διάδοση. Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα.
Δ. ΟΠΤΙΚΗ
• Φυσική οπτική: Οπτική ακτινοβολία. Ενεργειακά και φωτομετρικά μεγέθη. Πηγές φωτός. Εκπομπή και απορρόφηση από άτομα και μόρια, φάσμα εκπομπής. Νόμοι θερμικής ακτινοβολίας. Αρχές λειτουργίας και χαρακτηριστικά ακτινοβολίας laser. Απορρόφηση του φωτός, φασματική ανάλυση. Νόμος Beer-Lambert. Προέλευση και χαρακτηριστικά πολωμένου φωτός. Οπτική δραστηριότητα και μέτρηση. Συμβολή του φωτός. Φράγματα περίθλασης. Εικόνες περίθλασης και όριο ευκρίνειας οπτικών οργάνων. Ακτινοβολία χ. Παραγωγή, χαρακτηριστικά και εφαρμογές. ΙΙ
• Γεωμετρική οπτική: Ανάκλαση από επίπεδα και σφαιρικά κάτοπτρα. Διάθλαση. Ολική εσωτερική ανάκλαση, εφαρμογές. Διασπορά. Φακοί, είδη και σφάλματα. Απεικόνιση με λεπτούς φακούς. Εξίσωση σχηματισμού ειδώλου, μεγέθυνση. Το μάτι, κατασκευή και οπτικά χαρακτηριστικά. Οπτικά όργανα, γωνιακή μεγέθυνση. Μεγεθυντικός φακός. Οπτικό μικροσκόπιο. Διακριτική ικανότητα οπτικού μικροσκοπίου.
Ε. ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ
• Ηλεκτρικά φορτία, αγωγοί - μονωτές. Νόμος του Coulomb. Ηλεκτρικό πεδίο, δυναμικές γραμμές ηλεκτρικού πεδίου. Νόμος του Gauss. Αγωγοί σε ηλεκτροστατική ισορροπία.
• Ηλεκτρική δυναμική ενέργεια. Ηλεκτρικό δυναμικό και διαφορά δυναμικού, ισοδυναμικές επιφάνειες. Εφαρμογές στην ιατρική. Χωρητικότητα, διηλεκτρικά. Ηλεκτρικό ρεύμα και αντίσταση. Νόμος του Ohm. Ηλεκτρικά κυκλώματα. Κανόνες του Kirchhoff. Συνδεσμολογίες αντιστάσεων. Συνδεσμολογίες πυκνωτών. Κυκλώματα RC.
ΣΤ. ΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ
• Μαγνητικά πεδία. Μαγνητική δύναμη σε κινούμενο σωματίδιο. Κίνηση φορτισμένου σωματιδίου σε ομογενές μαγνητικό πεδίο. Μαγνητική δύναμη σε ρευματοφόρο αγωγό. Ροπή σε ρευματοφόρο αγωγό. Μαγνητικό δίπολο, μαγνητική διπολική ροπή. Μαγνητικά πεδία που οφείλονται σε ηλεκτρικά ρεύματα. Μαγνητική δύναμη μεταξύ δύο παράλληλων ρευμάτων. Νόμος του Ampère, Μαγνητικό πεδίο σωληνοειδούς. Νόμος του Gauss. Μαγνητικές ιδιότητες της ύλης. Νόμος του Faraday για την επαγωγή. Νόμος του Lenz, αυτεπαγωγή, πηνία. Κυκλώματα RL. Ενέργεια μαγνητικού πεδίου. Εφαρμογές στην Iατρική και Bιολογία.
Ζ. ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ
• Θερμοκρασία και μηδενικός νόμος της θερμοδυναμικής. Θερμόμετρα και θερμοκρασιακές κλίμακες. Θερμική διαστολή των στερεών και των υγρών. Εσωτερική Ενέργεια, ιδανικά αέρια. Κινητική θεωρία των αερίων. Θερμότητα. Απορρόφηση θερμότητας από στερεά και υγρά. Αλλαγές φάσης. Μηχανισμοί διάδοσης θερμότητας. Πρώτος νόμος της Θερμοδυναμικής. Εφαρμογές του πρώτου νόμου της Θερμοδυναμικής. Εντροπία, δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής. Υπολογισμός μεταβολής της εντροπίας.
Η. ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ
• Η δομή του πυρήνα. Ενέργεια σύνδεσης και πυρηνική σταθερότητα. Ραδιενέργεια,
Διάσπαση άλφα, διάσπαση βήτα, διάσπαση γάμα. Χρόνος ημίσειας ζωής και ρυθμός διάσπασης, ραδιοχρονολόγηση. Δοσιμετρία και βιολογικές επιπτώσεις της ακτινοβολίας. Ιατρικές εφαρμογές της ακτινοβολίας, ραδιοϊσότοπα. Πυρηνική σχάση και σύντηξη.