TÜRKÇE
ENGLISH
Genel Bilgi
| Kod | MN0042 |
| Ad | Statistical Mechanics |
| Dönem | 2023-2024 Eğitim-Öğretim Yılı |
| Yarıyıl | . Yarıyıl |
| Süre (T+U) | 3-0 (T-U) (17 Hafta) |
| AKTS | 6 AKTS |
| Yerel Kredi | 3 Yerel Kredi |
| Eğitim Dil | İngilizce |
| Seviye | Doktora Dersi |
| Tür | Normal |
| Öğretim Şekli | Yüz Yüze Öğretim |
| Bilgi Paketi Koordinatörü | Prof. Dr. METİN ÖZDEMİR |
Dersin Amacı / Hedefi
İstatistik meakniğin temel prensiplerini detaylı olarak öğretmek.
Dersin İçeriği
Termodinamik potansiyellerin tekrarı; Ansamble, mikro kanonik, kanonik ve büyük kanonik ansamblelar; Eşbölüşüm fonksiyonu, Klasik ideal gaz, kuantum mekaniksel harmonik salınıcı; Dağılımlar, Binom, Gauss ve Poisso dağılımları; İdeal kuantum gazları, kuantum istatistiği: Fermi-Dirac, Bose-Einstein ve Maxwell-Boltzmann istatistikleri; Etkileşen sistemler, örgü gaz modelleri, Monte Carlo simülasyonları, faz dönüşümleri.
Dersin Ön Koşulu
yok
Kaynaklar
R. K. Pathria, Statistical Mechanics, 2nd edition, Butterworth, (2001)
Notlar
Ders notları
Dersin Öğrenme Çıktıları
| Sıra | Dersin Öğrenme Çıktıları |
|---|---|
| ÖÇ01 | Termodinamik ve istatistik mekaniğin tarihsel gelişimi konusunda bilgi sahibi olur. |
| ÖÇ02 | Termodinamik potansiyelleri ve aralarındaki ilişkileri bilir. |
| ÖÇ03 | Eş bölüşüm fonksiyonunu kavrar. |
| ÖÇ04 | İstatistiksel dağılımları bilir ve kullanabilir. |
| ÖÇ05 | İdeal (fermi ve bozon) gazları ve temel özelliklerini bilir. |
| ÖÇ06 | Etkileşen sistemler ve faz dönüşümleri hakkında bilgi sahibidir. |
Program Öğrenme Çıktıları ile İlişkisi
| Sıra | Tür | Program Öğrenme Çıktıları | Duzey |
|---|---|---|---|
| PÖÇ01 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Doktora çalışması esnasında kazandığı yeterliliklerine dayalı olarak alanındaki güncel ve ileri düzeydeki bilgileri özgün düşünce ve/veya araştırma ile uzmanlık düzeyinde geliştirir, derinleştirir ve alanına yenilik getirecek özgün tanımlara ulaşır. | 3 |
| PÖÇ02 | Beceriler - Bilişsel, Uygulamalı | Alanındaki çalışmalarda yararlanılan ekipmanları etkin kullanabilir. | |
| PÖÇ03 | Yetkinlikler - Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği | Çeşitli fiziksel niceliklerin deneysel ölçüm yöntemlerini seçer ve aletleri duyarlılık sınırlarına uygun olarak kullanır. | |
| PÖÇ04 | Yetkinlikler - Alana Özgü Yetkinlik | Deney ve gözlem sonuçlarını yorumlar. | 3 |
| PÖÇ05 | Yetkinlikler - Öğrenme Yetkinliği | Doktora yeterlik sınavı hazırlık çalışması süresince elde edilen bilgilerden sonuçlar çıkarabilir. | 3 |
| PÖÇ06 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Alanı ile ilgili edinilen bilgileri yazılı ve sözlü olarak yorumlayabilir. | 3 |
| PÖÇ07 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Çalışma alanı ile ilgili matematiksel yöntemleri kullanır. | 4 |
| PÖÇ08 | Yetkinlikler - Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği | Bilimsel araştırmanın mantığı, tasarımı, sonuçlanması ve sonuçların aktarılması hakkında bilgi sahibi olur. | 3 |
| PÖÇ09 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Malzeme ve nanoteknoloji alanında edindiği uzmanlık düzeyindeki kuramsal ve uygulamalı bilgileri kullanır. | |
| PÖÇ10 | Yetkinlikler - Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği | Malzeme bilimi ve nanoteknoloji alanı ile ilgili çalışmalarda araştırma yöntemlerini kullanabilmede üst düzey beceriler kazanmış olur. | |
| PÖÇ11 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Bilime yenilik getiren bir bilimsel yöntem geliştirir. | |
| PÖÇ12 | Yetkinlikler - Alana Özgü Yetkinlik | Alanı ile ilgili yeni düşüncelerin eleştirel analizini, sentezini ve değerlendirmesini yapar. | 3 |
| PÖÇ13 | Yetkinlikler - Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği | Malzeme ve nanoteknolojiye ilişkin özel bir konuda bağımsız araştırma gerçekleştirebilir. | 4 |
| PÖÇ14 | Yetkinlikler - İletişim ve Sosyal Yetkinlik | Disiplinlerarası çalışmaların yürütülmesinde liderlik yapabilir. | 3 |
| PÖÇ15 | Yetkinlikler - Öğrenme Yetkinliği | Çalışma alanındaki gelişmeleri izler ve kendini sürekli olarak yeniler. | |
| PÖÇ16 | Bilgi - Kuramsal, Olgusal | Kuramların öngörülerini hesaplayabilir ve deneysel sonuçlarla karşılaştırabilir. | 4 |
| PÖÇ17 | Yetkinlikler - Öğrenme Yetkinliği | Çalışma alanının ilişkili olduğu disiplinler arası etkileşimi kavrar. | 3 |
| PÖÇ18 | Yetkinlikler - Alana Özgü Yetkinlik | Çalışma alanındaki problemlere ilişkin kendi fikirlerini ve önerilerini, nicel ve nitel veriler ile destekleyerek alanındaki ve alan dışındaki gruplarla paylaşır. | |
| PÖÇ19 | Yetkinlikler - Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği | Alanındaki problemlere ilişkin özgün çözüm yolları geliştirebilir. | 3 |
| PÖÇ20 | Yetkinlikler - Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği | Bir bilimsel makale hazırlayabilir ve uluslararası hakemli dergilerde alanı ile ilgili bilimsel makale yayımlayabilir. |
Haftalık Akış
| Hafta | Konu | Ön Hazırlık | Yöntemler |
|---|---|---|---|
| 1 | Termodinamik potansiyellerin tekrarı, birinci yasa, Helmholtz'un serbest enerjisi, Gibbs'in serbest enerjisi | Kitaptan ilgili bölüm çalışılsın. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Soru-Cevap |
| 2 | Entalpi, Gibbs-Duhem denklemi, ekstensive ve intensive değişkenler, hal değişkenleri | Kitaptan ilgili bölüm çalışılsın. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım |
| 3 | Ansamblelar ve eşbölüşüm fonksiyonları, eşbölüşüm fonksiyonları arasındaki ilişkiler | Kitaptan ilgili bölüm çalışılsın. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Alıştırma ve Uygulama |
| 4 | Mikrokanonik, kanonik ve büyük kanonik ansamblelar | Kitaptan ilgili bölüm çalışılsın. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Alıştırma ve Uygulama |
| 5 | Eşbölüşüm fonksiyonları cinsinden termodinamik potansiyeller, Klasik ideal gaz, kuantum mekaniksel harmonik osilatör | Kitaptan ilgili bölüm çalışılsın. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Soru-Cevap |
| 6 | Olasılık teorileri, binom dağılımı | Kitaptan ilgili bölüm çalışılsın. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım |
| 7 | Gauss ve Poisson dağılımları | Kitaptan ilgili bölüm çalışılsın. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım |
| 8 | Ara sınav | Ölçme Yöntemleri: Yazılı Sınav |
|
| 9 | İdeal kuantum gazları | Kitaptan ilgili bölüm çalışılsın. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım |
| 10 | İdeal bozon gazı | Kitaptan ilgili bölüm çalışılsın. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Alıştırma ve Uygulama |
| 11 | Fononlardan kaynaklanan ısı sığası, Einstein ve Debye modelleri | Kitaptan ilgili bölüm çalışılsın. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Alıştırma ve Uygulama |
| 12 | İdeal Fermi gazı | Kitaptan ilgili bölüm çalışılsın. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Alıştırma ve Uygulama |
| 13 | Etkileşen sistemler | Kitaptan ilgili bölüm çalışılsın. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım |
| 14 | Faz dönüşümleri | Kitaptan ilgili bölüm çalışılsın. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Soru-Cevap |
| 15 | İsing modelinin Monte Carlo simülasyonu | Kitaptan ilgili bölüm çalışılsın. | Öğretim Yöntemleri: Anlatım, Deney / Laboratuvar |
| 16 | Final sınavı | Ölçme Yöntemleri: Yazılı Sınav |
|
| 17 | Final sınavı | Ölçme Yöntemleri: Yazılı Sınav |
Öğrenci İş Yükü - AKTS
| Çalışmalar | Sayısı | Süresi (Saat) | İş Yükü (Saat) |
|---|---|---|---|
| Ders ile İlgili Çalışmalar | |||
| Ders (Sınav haftaları dahil değildir) | 14 | 3 | 42 |
| Sınıf Dışı Ders Çalışma (Ön çalışma, pekiştirme) | 14 | 5 | 70 |
| Değerlendirmeler ile İlgili Çalışmalar | |||
| Ödev, Proje, Diğer | 0 | 0 | 0 |
| Ara Sınavlar (Yazılı, Sözlü, vs.) | 1 | 15 | 15 |
| Yarıyıl/Yıl Sonu/Final Sınavı | 1 | 30 | 30 |
| Toplam İş Yükü (Saat) | 157 | ||
| Toplam İş Yükü / 25 (s) | 6,28 | ||
| AKTS | 6 AKTS | ||