Σάββατο, 16 Ιανουαρίου 2016

Συνεχίζονται τα δωρεάν Διαδικτυακά Μαθήματα Φυσικής από το Πανεπιστήμιο Κρήτης

Με περίπου 11.000 εγγεγραμμένους φοιτητές στους πρώτους τρεις μήνες της λειτουργίας του και με τα πρώτα μαθήματα να έχουν μπει στην τελική ευθεία ολοκλήρωσής τους, το Mathesis είναι έτοιμο για το δεύτερο «ταξίδι» του στα μονοπάτια της σύγχρονης φυσικής.
Έχοντας παρακολουθήσει μέρος του πρώτου μαθήματος τους Στ. Τραχανά και  την πρώτη βδομάδα Κοσμολογίας το συστήνω ανεπιφύλακτα. Ακόμη και αν δεν έχετε το χρόνο να πάρετε μέρος στις εξετάσεις, όπως εγώ, είναι μία εμπειρία να διαβάσετε το υλικό και να δείτε τα καλογυρισμένα βίντεο διδασκαλίας. Επιτέλους τα ΜΟΟCS στην Ελλάδα!

Τα νέα μαθήματα φυσικής του Mathesis είναι:

1. Εισαγωγή στη Σχετικότητα και την Κοσμολογία

Έναρξη: 01/02/2016 • Διάρκεια: 7 εβδομάδες




Περιγραφή του μαθήματος

Με αφετηρία τη διαπίστωση ότι πληθώρα φαινομένων γύρω μας είναι ασυμβίβαστα με τη μηχανική του Νεύτωνα, θα προχωρήσουμε βήμα-βήμα στη διατύπωση της Σχετικιστικής Μηχανικής, που αφ’ ενός περιγράφει σωστά όλα τα φαινόμενα και αφ’ ετέρου οδηγεί σε ριζική αναθεώρηση την αντίληψή μας για τον Κόσμο.
Θα ανακαλύψουμε ότι ο χώρος και ο χρόνος αποτελούν ενιαία οντότητα, τον χωροχρόνο Minkowski. Θα δούμε ότι ο χρόνος κυλάει διαφορετικά και πως οι χωρικές αποστάσεις διαφέρουν για παρατηρητές σε σχετική κίνηση. Θα ανακαλύψουμε ακόμα τους σωστούς τύπους για την ενέργεια και την ορμή ελεύθερου σώματος, που εκτός των άλλων συνεπάγονται ότι ένα ακίνητο σώμα έχει ενέργεια -την ενέργεια ηρεμίας του- η οποία δίνεται από τον διάσημο τύπο: E=mc2
Θα εφαρμόσουμε τη Σχετικιστική Μηχανική στον υπολογισμό της ενέργειας που εκλύεται σε πυρηνικές διασπάσεις, στη μελέτη κρούσεων σωματιδίων, στη μελέτη των φαινομένων Compton και Doppler και, τέλος, θα συμμετάσχουμε -έστω και νοερά- σε διαστημικά ταξίδια προς τα πέρατα του Σύμπαντος.
Στο δεύτερο μέρος του μαθήματος, μετά από μια μικρή αναφορά στη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Einstein, θα γίνει μια σύντομη εισαγωγή στις τελευταίες εξελίξεις στη μελέτη του Σύμπαντος και τη Θεωρία της Μεγάλης ‘Εκρηξης. Τί περιέχει το Σύμπαν; Υπάρχει και τί μπορεί να είναι η Σκοτεινή ‘Υλη και η Σκοτεινή Ενέργεια; Πώς είναι η γεωμετρία του Σύμπαντος; Κατέχουμε κάποια προνομιακή θέση σε αυτό; Πώς περιγράφουμε τη χρονική του εξέλιξη; Πώς ήταν το Σύμπαν στα πρώτα στάδια της ζωής του; Τί είναι το Υπόβαθρο Κοσμικής Ακτινοβολίας και τί μυστικά κρύβει; Τί μας περιμένει στο μέλλον;
Τι θα μάθετε
Η Σχετικότητα είναι παντού γύρω μας. Η Σχετικιστική Μηχανική δεν είναι κεφάλαιο της φυσικής για ειδικούς, αλλά βασική γνώση απαραίτητη για την πλήρη κατανόηση της καθημερινής μας εμπειρίας. Θα μάθουμε ότι δεν είναι τυχαία η διασημότητα της σχέσηςE=mc2, αφού για παράδειγμα χωρίς αυτήν είναι ακατανόητες όλες οι διεργασίες που εμπεριέχουν μεταβολές στο είδος ή/και στο πλήθος των σωματιδίων. Θα απαντηθούν ερωτήματα όπως: πώς είναι δυνατόν μια χούφτα ραδιενεργό υλικό να είναι αρκετό να βράσει χιλιάδες τόνους νερό, ή ακόμα πώς ενώ η ταχύτητά μας δεν μπορεί να ξεπεράσει αυτή του φωτός, μπορούμε να ταξιδέψουμε μέχρι τα πέρατα του Σύμπαντος δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά;
Θα συνειδητοποιήσουμε ότι οι αστέρες και οι γαλαξίες αποτελούν μόλις το ένα εκατοστό του περιεχομένου του Σύμπαντος, με τη φύση του υπόλοιπου -του Σκοτεινού Σύμπαντος- να αποτελεί το μεγαλύτερο μυστήριο της σύγχρονης φυσικής. Τέλος, θα δούμε ποιά είναι η απάντηση που δίνει η φυσική σήμερα στο αγωνιώδες ερώτημα: «… Από πού ερχόμαστε και πού πηγαίνουμε;…». Πώς θα μοιάζει ο Κόσμος στο απώτερο μέλλον;
Προαπαιτούμενα

Φυσική και μαθηματικά λυκείου.
Διδάσκων: Θεόδωρος Τομαράς

Ο Θεόδωρος Τομαράς έχει πτυχίο Φυσικής από το Πανεπιστήμιο Αθηνών και διδακτορικό από το Harvard University. Από το 1988 κατέχει καθηγητική θέση στο Πανεπιστήμιο Κρήτης, όπου τα τελευταία χρόνια διδάσκει Σύγχρονη Φυσική, Θεωρία Βαρύτητας, Κοσμολογία, Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων και Κβαντική Θεωρία Πεδίων. ‘Εχει εργαστεί ως ερευνητής στην ομάδα του καθηγητή M. Gell-Mann στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνιας, ως επίκουρος καθηγητής στο Rockefeller University της Νέας Υόρκης και ως επισκέπτης καθηγητής στην Ecole Normale Superieure του Παρισιού και στο CERN. Τα ερευνητικά του ενδιαφέροντα περιλαμβάνουν τη Φυσική Υψηλών Ενεργειών, την Κοσμολογία και την μελέτη σολιτονίων στη σωματιδιακή φυσική και τη φυσική συμπυκνωμένης ύλης. Το τελευταίο διάστημα στο επίκεντρο της έρευνάς του είναι η προσπάθεια επίλυσης του μυστηρίου του Σκοτεινού Σύμπαντος.

Η ανεπάρκεια της μηχανικής του Νεύτωνα

2. Εφαρμοσμένη Κβαντομηχανική – 1: Άτομα και μόρια

Έναρξη: 01/02/2016 • Διάρκεια: 4 εβδομάδες
Περιγραφή του μαθήματος

Όπως είναι ήδη σαφές από τον τίτλο του, τούτο εδώ είναι ένα μάθημα κβαντομηχανικής προσανατολισμένο όμως εξαρχής όχι τόσο στον μαθηματικό φορμαλισμό της και την ανάπτυξη της θεωρίας καθ’ εαυτήν, αλλά στον πραγματικό κόσμο που η θεωρία καλείται να εξηγήσει και που η κατανόησή του αποτελεί τη βάση όλης της σύγχρονης τεχνολογίας. Θεωρώντας γνωστές τις βασικές αρχές και τις πιο απλές εφαρμογές της θεωρίας —π.χ. όπως αναπτύσσονται στο μάθημα Εισαγωγή στην Κβαντική Φυσική (1 & 2) του Mathesis— τούτο το μάθημα ξεκινά με τη θεωρία της αρχής του Pauli και των βασικών προσεγγιστικών μεθόδων και προχωρά αμέσως στην εφαρμογή τους στον κόσμο των ατόμων με βασικό στόχο την κατανόηση του περιοδικού συστήματος των στοιχείων. Το δεύτερο μέρος του μαθήματος —η Εφαρμοσμένη Κβαντομηχανική 2— είναι αφιερωμένο στα μόρια, με κεντρικό θέμα την κατανόηση της χημικής συμπεριφοράς των στοιχείων με βάση τη στοιχειώδη θεωρία του χημικού δεσμού. Όμως η επέκταση αυτής της θεωρίας ώστε να καλύψει το συναρπαστικό πλούτο της χημείας του άνθρακα είναι το βασικό αντικείμενο του μεγαλύτερου μέρους του μαθήματος.
Τέλος, το τρίτο μέρος του μαθήματος —η Εφαρμοσμένη Κβαντομηχανική 3— καταπιάνεται με μια βασική εισαγωγή στη φυσική του κρυσταλλικού στερεού και τη φυσική ημιαγωγών ενώ το θεμελιώδες θέμα της αλληλεπίδρασης της ύλης με την ακτινοβολία και η εφαρμογή του για την κατανόηση του φωτός LASER συζητείται στις τελευταίες εβδομάδες του.
Τι θα μπορείτε να κάνετε στο τέλος του μαθήματος:
Θα είστε σε θέση να καταλαβαίνετε το περιεχόμενο και τη βαθύτερη αιτιολόγηση της αρχής του Pauli και να την εφαρμόζετε για να εξηγείτε βασικά χαρακτηριστικά του φυσικού και τεχνολογικού μας σύμπαντος.
Θα έχετε καταλάβει τις βασικές προσεγγιστικές μεθόδους της κβαντομηχανικής —όπως τη μέθοδο των διαταραχών και τη μέθοδο των μεταβολών— και θα μπορείτε να τις εφαρμόζετε για την προσεγγιστική περιγραφή ατομικών και μοριακών δομών.
Θα είστε σε θέση να εξηγήσετε από πρώτες αρχές τη δομή του «μικρού περιοδικού πίνακα» -αυτού που περιλαμβάνει τα βασικά στοιχεία της ζωής- και τις τάσεις μεταβολής των βασικών ατομικών ιδιοτήτων πάνω σε αυτόν.
Το μάθημα απευθύνεται σε φοιτητές φυσικής, χημείας, επιστήμης υλικών και ηλεκτρολόγων ή χημικών μηχανικών καθώς επίσης και σε εκπαιδευτικούς που αισθάνονται την ανάγκη να δώσουν λίγο μεγαλύτερο βάθος στην κατανόηση θεμάτων όπως π.χ. το περιοδικό σύστημα και η οργανική χημεία, τα οποία καλούνται να διδάξουν στους μαθητές τους.

Προαπαιτούμενα

Ένα εισαγωγικό μάθημα κβαντικής φυσικής, όπως το Eισαγωγή στην Κβαντική Φυσική (1 & 2)του Mathesis
Διδάσκων: Στέφανος Τραχανάς



Η πανεπιστημιακή διδασκαλία και το εκπαιδευτικό υλικό που απαιτείται για να τη στηρίξει αποτελούν τα δύο κεντρικά θέματα της επαγγελματικής ζωής του Στέφανου Τραχανά. Από το 1983 έως σήμερα διδάσκει εθελοντικά στο Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Κρήτης —κυρίως κβαντομηχανική και διαφορικές εξισώσεις— και έχει συγγράψει εννέα πανεπιστημιακά συγγράμματα σε αυτά τα πεδία καθώς και ένα δοκιμιακό βιβλίο για τη θέση της επιστήμης στον πολιτισμό μας. Επιπλέον ως ιδρυτικό μέλος και διευθυντής των Πανεπιστημιακών Εκδόσεων Κρήτης έως το 2013 (τώρα είναι πρόεδρος της εκδοτικής επιτροπής τους), είχε τη βασική ευθύνη στη δημιουργία του πρώτου πανεπιστημιακού εκδοτικού οίκου της χώρας. Ενός μη κερδοσκοπικού οργανισμού προσηλωμένου στην ποιότητα των βιβλίων ως θεμελιώδη αξία.
Για τη διδασκαλία του στο Φυσικό Τμήμα του Πανεπιστημίου Κρήτης, του απονεμήθηκε το 2002 ο τίτλος του επίτιμου διδάκτορα του πανεπιστημίου, ενώ για το έργο του στις Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης βραβεύτηκε το 2009 με το εκδοτικό βραβείο του περιοδικού Διαβάζω. To 2012 έλαβε το εθνικό βραβείο εξαίρετης πανεπιστημιακής διδασκαλίας Βασίλη Ξανθόπουλου — Στέφανου Πνευματικού, ενώ για το σύνολο της προσφοράς του τιμήθηκε το 2015 με τον Ανώτερο Ταξιάρχη του Φοίνικα της Ελληνικής Δημοκρατίας.
Τα τελευταία 5 χρόνια το ενδιαφέρον του στράφηκε βαθμιαία προς τη διαδικτυακή εκπαίδευση. Αρχικά μέσω της συγγραφής ενός αυθεντικά διαδικτυακού βιβλίου κβαντικής φυσικής —από τα ελάχιστα που υπάρχουν διεθνώς— και κατόπιν με την ενεργό συμμετοχή του στο πρώτο ελληνικό πείραμα διαδικτυακής διδασκαλίας πανεπιστημιακών μαθημάτων που οργάνωσε το Φυσικό Τμήμα του Πανεπιστημίου Κρήτης, σε συνεργασία με τις ΠΕΚ. Μία πολύτιμη εμπειρία που του αποκάλυψε τις μοναδικές δυνατότητες που προσφέρουν τα διαδικτυακά μαθήματα για να φθάσει το αγαθό της εκπαίδευσης σε όσους το επιθυμούν, ανεξάρτητα από κοινωνικούς ή γεωγραφικούς φραγμούς. Και να γίνει έτσι δυνατή η μεγαλύτερη διεύρυνση ορίων στην εκπαίδευση μετά την ανακάλυψη της τυπογραφίας.
Έχοντας ευεργετηθεί κι ο ίδιος από ένα εκπαιδευτικό σύστημα που του έδωσε τη δυνατότητα να ξεφύγει από τους κοινωνικούς και μορφωτικούς περιορισμούς του περιβάλλοντός του, δεν έπαψε ποτέ να πιστεύει ότι η εξίσωση ευκαιριών στην εκπαίδευση είναι από τους ευγενέστερους —και συνάμα τους πιο «κερδο»φόρους— στόχους που μια κοινωνία αξίζει να θέτει στον εαυτό της.
Έτσι πήρε την πρωτοβουλία για την ίδρυση του Mathesis στο οποίο και προσφέρει εθελοντικά την εργασία του τόσο ως διευθυντής του (πλήρους και αποκλειστικής απασχόλησης), όσο και ως δάσκαλος ή συγγραφέας. Η επιτυχία του «πειράματος» είναι το προσωπικό του στοίχημα για τα επόμενα χρόνια.

Η αρχή της μη διακρισιμότητας των ταυτόσημων σωματιδίων

Οι εγγραφές για τα μαθήματα έχουν ήδη ξεκινήσει και φυσικά συνεχίζονται στον ιστότοπο

Άλλα θέματα

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...