Physics II

General

• Code: ΠΛΥ02011
• Semester: 2nd
• Study Level: Undergraduate
• Course type: General Background
• Teaching and exams language: Greek
• Teaching Methods (Hours/Week): Lectures (2) / Practice Exercises (1) / Laboratory Exercises (1)
• ECTS Units: 5
• Course homepage: http://teachers.teicm.gr/chilas/physics.htm
• Coordinator: Hilas (Cheilas) Constantinos (Konstantinos)

Course Contents

This course is an introduction to Electromagnetics – Optics – Waves and Semiconductors.

• Faraday’s Law of Induction. Lenz’s Law. Induced emf.
• Electric Fields. Generators and Motors. Eddy Currents. Self-Induction and Inductance. RL Circuits. Energy in a Magnetic Field. Oscillations in an LC Circuit. The RLC Series Circuit. Resonance in a Series RLC Circuit. The Transformer and Power Transmission.
• Wave Motion: Propagation of a Disturbance. Traveling Wave. The Speed of Waves on Strings. Reflection and Transmission. The Linear Wave Equation.
• Sound Waves. Speed of Sound Waves. Intensity of Periodic Sound Waves. The Doppler Effect. Superposition and standing waves. Resonance.
• Electromagnetic Waves: Displacement Current and the General Form of Ampère’s Law. Maxwell’s Equations and Hertz’s Discoveries. Plane
• Electromagnetic Waves. Energy Carried by Electromagnetic Waves. Momentum and Radiation Pressure. Production of Electromagnetic Waves by an Antenna. The Spectrum of Electromagnetic Waves.
• The Nature of Light and the principles of ray Optics. Wave Under reflection. Wave Under refraction. Huygens’s principle. Dispersion. Total Internal reflection.
• Wave Optics. Young’s Double-Slit Experiment. Waves in Interference. Diffraction and Polarization. Polarization of Light Waves.
• Elements of semiconductor physics. p-n junction, diode, transistor.

Educational Goals

Το μάθημα αποτελεί μια εισαγωγή στην Ηλεκτρομαγνητική Θεωρία, την Κυματική, την Οπτική και την Φυσική των Ημιαγωγών. Σκοπός του μαθήματος είναι να προσφέρει στους σπουδαστές γνώσεις σε βασικές έννοιες των παραπάνω αντικειμένων και ειδικότερα σε θέματα που αφορούν τις σύγχρονες τεχνολογίες και εμπίπτουν στο γνωστικό αντικείμενο του Tμήματος.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές θα πρέπει να :

• Να γνωρίζουν τα βασικά φυσικά φαινόμενα του Ηλεκτρομαγνητισμού, της Κυματικής και της Οπτικής και να τα αναγνωρίζουν στα τεχνολογικά θέματα που αφορούν τις τηλεπικοινωνίες και την ηλεκτρονική.
• Να κατανοούν τους φυσικούς μηχανισμούς και να συμπεραίνουν τη δυνατότητα τεχνολογικής αξιοποίησής τους.
• Να συγκρίνουν και να αξιολογούν δυνατότητες και τεχνικές αξιοποίησης φυσικών φαινομένων συναφών με τις παραπάνω γνωστικές περιοχές.
• Να εξηγούν και να ορίζουν τα φυσικά όρια των τεχνολογικών εφαρμογών.

General Skills

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών.
• Ομαδική Εργασία.
• Αυτόνομη Εργασία.
• Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης.

Teaching Methods

• Θεωρητική από έδρας διδασκαλία με συζήτηση και ενεργή συμμετοχή των φοιτητών. Επίλυση προβλημάτων στον πίνακα.
• Εργαστηριακές Ασκήσεις. Επίδειξη των φαινομένων με χρήση κατάλληλων διατάξεων.

Use of ICT means

• Χρήση εξειδικευμένων λογισμικών.
• Υποστήριξη Μαθησιακής διαδικασίας μέσω του site του μαθήματος.
• Ασκήσεις Αυτοαξιολόγησης.

Teaching Organization

Students Evaluation

Ο τελικός βαθμός του μαθήματος διαμορφώνεται από την επίδοση του φοιτητή στη αξιολόγηση του θεωρητικού μέρους και σε αυτόν μπορεί να έχει συμβολή και η επίδοση στο εργαστηριακό μέρος.

Σημειώνεται ότι ο φοιτητής θα πρέπει να έχει παρακολουθήσει επιτυχώς το εργαστηριακό μέρος για να έχει δικαίωμα εξέτασης στο θεωρητικό μέρος.

1. Ο βαθμός του θεωρητικού μέρους διαμορφώνεται από γραπτή τελική εξέταση, που μπορεί να περιλαμβάνει:
   • Ανάπτυξη θεωρητικών θεμάτων.
   • Επίλυση προβλημάτων εφαρμογής των γνώσεων που αποκτήθηκαν.
   • Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής.
   • Ερωτήσεις σύντομης απάντησης.
2. Η εξέταση των ασκήσεων του εργαστηρίου περιλαμβάνει μεταξύ άλλων και την αξιολόγηση των γραπτών εργαστηριακών αναφορών.

Recommended Bibliography

1. Φυσική Τόμος 1, Halliday,Resnick, Krane, Έκδ 4η, Επιστημονικές και Τεχνολογικές Εκδόσεις Α. Γ. Πνευματικός, 2009.
2. Πανεπιστημιακή Φυσική, Α’ Τόμος, Young HugH and Freedman R., 2η Ελλ Έκδ, Εκδόσεις Παπαζήση ΑΕΒΕ, 2009.
3. Φυσική για Επιστήμονες και Μηχανικούς: Μηχανική, Ταλαντώσεις Και Μηχανικά Κύματα, Θερμοδυναμική, Σχετικότητα,, Raymond A. Serway, John W. Jewett , 8η Αμερ., Εκδόσεις Κλειδάριθμος ΕΠΕ, 2013.

Συμπληρωματική βιβλιογραφία:

1. J. Kraus, Ηλεκτρομαγνητισμός, Εκδόσεις Τζιόλα, Θεσσαλονίκη, 1993.
2. Θ. Δ. Τσιμπούκης, Εισαγωγή στη Βασική Θεωρία του Ηλεκτρομαγνητικού Πεδίου, Τόμοι Ι και ΙΙ,University Studio Press, Θεσσαλονίκη, 1991.
3. J. C. Maxwell, A Treatise on Electricity and Magnetism, Dover, New York, 1972.
4. D. K. Cheng, Field and Wave Electromagnetics, Addison-Wesley, Reading, Massachusetts, 1983.