Fizik Doktora Programı

Klâsik mekanik kavramları, Hıza bağımlı kuvvetler, Basit harmonik salınımlar, Alçak, kritik ve yüksek sönümlü devinimler, Dışarıdan sürülen ve eşli titreşimler, Lagrange dinamiği, Eylemsizlik tensörü, Dönme dinamiği, Coriolis ve merkezcil kuvvetler; Parçalı diferansiyel denklemler, Küresel ve silindrik koordinatlarda Laplace denklemi ve uygulamaları, Fourier dizileri, Legendre dizileri, Conformal mapping; Schrödinger denklemi ve uygulamaları, Komütatör bağıntıları, Dirac gösterimi, Açısal momentum, Çekirdek modelleri, Işınım, Temel tanecikler.

Çeşitli alanlarda, özellikle önce klâsik ve kuantum fizikle elektrodinamik daha sonra da parçacık fiziğiyle kuantum alan kuramındaki simetri ve değişmezlik ilkelerinin gücünü vurgulayarak, teorik fiziğe tümleşik bir giriş.

Bilimsel araştırmada kritik düşünme: Bir yayını değerlendirme, Sokrat tarzı sorgulama ve kritik düşünme, Kritik düşünmede sorular ve işlevler, Kritik düşüncedeki bozulmalar, Yönlenme ve insani kırılmalar.

Bilimsel araştırmanın bileşenleri: Özellikler, Araştırmanın süreçleri ve yöntemleri, Deneyler, Fen ve matematik, Fiziksel bilimlerde olgubilim (phenomenology), Yayın yapma, Bilimsel araştırmanın tarihçesi, Bir bilimsel makale nasıl yazılır? Araştırmaya kaynak bulma, Entellektüel birikim (IP), Kâğıttan ve elektronik laboratuar defteri (ELN).

 

 

Statik elektrik ve manyetik alanlar, Sınır değeri problemleri, Zamana bağlı alanlar, Maxwell denklemleri, Seriye çok kutuplu açılım, Işınımın maddeyle etkileşimi, Girişim ve kırınım, Dalga kılavuzları ve kovuklar, Elektromanyetizma ve görelilik.

Dalga mekaniğinin temelleri, Schrödinger denklemi, Özdeğerler ve özvektörler, Açısal momentum, Kuantum mekaniğinde matrisler, Simetri, Yaklaşıklık yöntemleri, Saçılma.

Olasılık, Rastgele yürüme, Binome, Gauss ve Poisson dağılımları, Ortalama değer ve standart sapma, İstatistiksel küme, Termodinamik yasaları, Entropi, Entalpi, Carnot döngüsü, Schottky kusuru, Helmholtz özgür enerjisi, Paramanyetizma, Curie yasası, Negatif sıcaklık, İdeal klâsik gaz, Bölüşüm fonksiyonu, Maxwell hız dağılımı, Kuantum istatistiği,Fermi-Dirac, Bose-Einstein, Maxwell-Boltzmann dağılımları, Siyahcisim ışınımı, Planck yasası, Termodinamik fonksiyonları.

Ölçüm kavramının geçmişi, SI sistemi (tanımlar, birimler, gerçekleştirme) ve metre tanımı Bilimsel geliştirme ve ölçüm, Uluslararası Ölçüm Kurumu, Kalibrasyon standartları, Standartlar ve temel sabitler, İzlenebilirlik: Çeşitli türlerde standartların tanımı, Ölçüm yöntemleri, Sistem, Kalibrasyonlar, Kararlılık, Çözünürlük, Çevre. Ölçüm sistemi, İstatistikler: Özgürlük derecesi, Varyans, Standart sapma, Dağılım türleri, Temel ölçüm kavramı, Ölçme araçlarının belirlenmesi (örn. tolerans, çözünürlük, ölçekler (yüzde), format vb.), Birim simgeleri ve kurallar ve ölçümler için konvansiyonlar, (Uluslararası kılavuz), Ölçüm belirsizliği (EA-04/02, ILAC-G13, ISO 43-1’e göre), Öğrenci t-çizelgesi, Önemli uluslararası belgeler (ISO 17025:2005 ve ISO 9000 dizileri) ile laboratuar akreditasyonları, Türkiye’nin ölçüm sistemi (TÜBİTAK-UME, TSE, TÜRKAK).

Vektörel ve skaler büyüklükler, Koordinat dönüşümleri, Vektörlerin türevleri, Newton yasaları, Gözlem çerçeveleri, Hıza bağımlı kuvvetler, Basit harmonik salınımlar, Alçak, kritik ve yüksek sönümlü devinimler, Dışarıdan sürülen ve eşli titreşimler, Fourier çözümü, Kütle çekimi, Gelgit, Değişimlerin hesabı, Euler denklemi, Lagrange ve Hamilton dinamiği, Genelleştirilmiş bileşenler, Merkezi kuvvetler, Kütle merkezi, Doğrusal ve açısal momentum, Çarpışmalar, Eylemsiz olmayan gözlem çerçevesinde devinim, Merkezkaç ve Coriolis kuvvetleri, Eylemsizlik tensörü, Euler açıları, Simetrik topaç.   

Kristal yapısı, Kimyasal bağlar, Örgü, Kusurlar, Bragg saçılması, Ters örgü, Brillouin bölgeleri, Bloch fonksiyonları, Fononlar, Durum yoğunluğu, Etkin kütle, Fermi-Dirac dağılımı, Bozonlar ve fermiyonlar, Fermi düzeyi, Einstein ve Debye modelleri, Fermi yüzeyleri ve metaller, Energy kuşakları, Yarıiletkenlerde taşıyıcı yoğunlukları, Silikon ve germanyum, İletkenliğin sıcaklığa bağımlılığı (metaller ve yarıiletkenlerde), Yalıtkanların ısıl ve optik özellikleri, Kutuplanma, Maddenin manyetik özellikleri, Ferromanyetizma, Paramanyetizma, Üstüniletkenlik (I. ve II. türler), Meissner olayı, BCS kuramı, Amorf yarıiletkenler.

PHYS 542 İLERİ METROLOJİ
Ölçümlerdeki belirsizlik ve güvenilirlik, Ulusal ve uluslararası düzeyde metrolojinin altyapısı, İzlenebilir ölçümler ve laboratuar onayları (akreditasyon), Birincil ve ikincil düzey standartlar ve bunların saklanması, Uluslararası karşılaştırmalar, Boyutsal, elektriksel ve fiziksel ölçü aygıtlarının kalibrasyonu, Birincil düzey standartların oluşturulması ve bu alandaki araştırmalar.    

Özel ve genel görelilik, Göreli momentum ve Doppler etkisi, Lorentz dönüşümleri, İstatistiksel fizik, Gauss dağılımı, Termodinamik yasaları, Laserin çalışma ilkeleri ve türleri, Nüfus evrilmesi, Doğrusal olmayan olgular ve kaos, Faz diyagramları, Lojistik ve Gompertz denklemleri, Çekiciler, “Avcı-av” denklemleri, Gamma ve beta fonksiyonları, Kompleks analiz, Rezidüler, Yıldızların yapısı, Genişleyen Evren, Hertzsprung-Russel diyagramı.

Kuantum Hall olayındaki fizik: Temel kavramlar (İki boyutlu elektron gazı, türdeş olmayan yapılar, Düşük boyutlu sistemlerin özellikleri, Bir manyetik aanda yörüngelerin yalnız belli değerler alması, De Haas-van alphen olayı, Çoklu elektron gazı), Yayılma yoluyla taşınma (Drude modeli, Shubnikov-de Haas olayı, Anderson yerelleşmesi), Balistik taşınma (Landauer formülü, kuantum Hall direncinin değeri, tünelleme ve Coulomb blokajı, orta ölçekli olgular (mezoskopi)), Kuantum Hall olayları (QHE): normal Hall olayı, Entegral Kuantum Hall (IQHE), kesirli kuantum Hall (FQHE, Laughlin durumları, akı bağlanması), Orta ölçekli sistemlerde gürültü.

Kritik düşünmeye giriş : Bir savı değerlendirme, Kritik düşünmenin çeşitli örnekleri, (seçenekleri sınırlandırma, tarihe ve popülerliğe çağrı, genelleme, otoriteye çağrı), Kritik düşünme süreçleri, Sokrat tarzı sorgulama.

Bilimsel yöntem : Karl Popper, Doğrulama ve yanlışlama, Gerçek ile üç dünyanın birbirine karşılık gelmesi, Tümdengelime karşı tümevarım, Bilimsel yöntemin tarihsel gelişimi, Alhazen’in optik kitabı, Sanal tümevarım modeli, Gerçek-inanç-bilim, Hipotezler, Bilimsel yöntem.

Orta ve mikro ölçekli fizik, Nano yapıların fiziği (kuantum ve klâsik etkiler, nanomanyetizma), Nano yapıların üretilmesi ve üzerinde çalışılması: üst-alt yöntemler, yukarı-aşağı yöntemler, Nanoyapıların özellikleri (optik mikroskopi ve spektroskopi), Nanoölçekli nesneler (öbekler, nanobağlar, nanobağlar aracılığıyla kendi kendine bağlanma), Nanoteknoloji uygulamaları (optik ve elektronik, kuantum bilgisayarlar, biyoloji ve yumuşak madde, nano biyoteknoloji), Bir yapısı olan nano cisimlerin büyümesi, optronik (yüzey plazmonları, yarıiletken kuantum noktaları), Moleküler makineler.

PHYS 683 BİLİMSEL ARAŞTIRMA ÖĞELERİ
Bilimsel araştırmada kritik düşünme: Bir yayını değerlendirme, Sokrat tarzı sorgulama ve kritik düşünme, Kritik düşünmede sorular ve işlevler, Kritik düşüncedeki bozulmalar, Yönlenme ve insani kırılmalar.

Bilimsel araştırmanın bileşenleri: Özellikler, Araştırmanın süreçleri ve yöntemleri, Deneyler, Fen ve matematik, Fiziksel bilimlerde olgubilim (phenomenology), Yayın yapma, Bilimsel araştırmanın tarihçesi, Bir bilimsel makale nasıl yazılır? Araştırmaya kaynak bulma, Entellektüel birikim (IP), Kâğıttan ve elektronik laboratuar defteri (ELN).