Ο Τομέας Φυσικής προσφέρει:

Όλα τα προπτυχιακά μαθήματα Φυσικής στη Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών. Αυτά αποτελούνται από μια σειρά από θεμελιώδη μαθήματα Φυσικής για τα πρώτα 4 εξάμηνα, και για τις δύο Κατευθύνσεις, Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Εφαρμοσμένης Φυσικής, που αποβλέπουν στο να δώσουν στους σπουδαστές τις απαραίτητες βασικές γνώσεις στη Φυσική κατά τρόπο μεθοδικό και επιστημονικά θεμελιωμένο. Στη συνέχεια διδάσκονται μια σειρά υποχρεωτικών μαθημάτων για την κατεύθυνση της Φυσικής, τα οποία ολοκληρώνουν τις απαραίτητες γνώσεις για ένα φυσικό, καθώς και το υπόβαθρο που απαιτείται για την κατανόηση σε βάθος των προχωρημένων μαθημάτων Φυσικής και των εξειδικευμένων κατ΄ επιλογήν μαθημάτων που προσφέρονται στα μεγαλύτερα εξάμηνα. Αυτά τα κατ΄ επιλογήν μαθήματα αποσκοπούν στο να προσφέρουν στον σπουδαστή τη δυνατότητα, εάν το επιθυμεί, να εμβαθύνει τις γνώσεις του σε συγκεκριμένες κατευθύνσεις (Ροές), όπως: Φυσική των Υλικών, Μηχανική των Υλικών, Οπτοηλεκτρονική και Λέιζερ, Πυρηνική Φυσική και Στοιχειώδη Σωματίδια, και Υπολογιστική και Θεωρητική Φυσική.

Παράλληλα, ο Τομέας Φυσικής παρέχει:

α.  Έναν αριθμό μαθημάτων Γενικής Φυσικής για τα 2-4 πρώτα εξάμηνα της πολυτεχνικής εκπαίδευσης, που είναι υποχρεωτικά για τις περισσότερες των Σχολών του Ε.Μ.Π. Πρόκειται για θεμελιώδη μαθήματα, που αποβλέπουν στο να δώσουν στους φοιτητές βασικές επιστημονικές γνώσεις κατά τρόπο μεθοδικό και να τους εξοικειώσουν στον επιστημονικό τρόπο σκέψης. Η εκπαίδευση αυτή αποτελεί ένα στερεό υπόβαθρο για να μπορέσει ο φοιτητής να κατανοήσει σε βάθος τα προχωρημένα τεχνικά μαθήματα, αλλά και για να έχει αργότερα στην επαγγελματική του σταδιοδρομία τη δυνατότητα να αντιμετωπίσει τα νέα προβλήματα που δημιουργεί η τεχνολογική εξέλιξη.
β.  Έναν αριθμό κατ’ επιλογήν υποχρεωτικών μαθημάτων Φυσικής που διδάσκονται σε διάφορες Σχολές του Ε.Μ.Π. μετά το 3ο εξάμηνο και είναι προσαρμοσμένα στις ειδικότερες ανάγκες τους. Αυτά έχουν σκοπό να συνδέσουν μερικά τεχνολογικά μαθήματα με τη Φυσική και να τα στηρίξουν με πιο προχωρημένες και εξειδικευμένες γνώσεις.
γ.  Ορισμένα κατ’ επιλογήν υποχρεωτικά μαθήματα Φυσικής γενικού χαρακτήρα, αλλά και ανωτέρου επιπέδου, τα οποία βοηθούν τον φοιτητή στη βαθύτερη κατανόηση άλλων μαθημάτων και στον επιστημονικό τρόπο σκέψης. Επίσης καλύπτουν το από παράδοση ιδιαίτερο ενδιαφέρον ενός αριθμού φοιτητών του Ιδρύματος για τη Φυσική.
δ.  Ένα κύκλο μεταπτυχιακών μαθημάτων Φυσικής, διάρκειας τριών εξαμήνων, σε συνεργασία με το ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος», που άρχισε στις αρχές του 1987, αλλά και προσφάτως στα πλαίσια του Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών, που οδηγεί στο Μεταπτυχιακό Δίπλωμα Ειδίκευσης (ΜΔΕ) στη Φυσική και τις τεχνολογικές της εφαρμογές, με δυνατότητα συνέχισης για την απόκτηση του Διδακτορικού Διπλώματος.

Ο Τομέας Φυσικής διαθέτει

Αξιόλογη εργαστηριακή υποδομή για την εκπαίδευση των φοιτητών σε σειρές εργαστηριακών ασκήσεων Μηχανικής, Ηλεκτρισμού, Κυματικής, Ατομικής και Πυρηνικής Φυσικής, Οπτικής, Φυσικής Λέιζερ κλπ. Διαθέτει ακόμη μια σημαντική υποδομή σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές και αξιόλογο εργαστηριακό εξοπλισμό στις περιοχές της Φυσικής Υψηλών Ενεργειών, της Φυσικής Στερεάς Κατάστασης, των Λέιζερ, της Φυσικής Υλικών, της Φυσικής Υπερήχων, της Βιοφυσικής κλπ., για τη διεξαγωγή έρευνας στις περιοχές αυτές. Επίσης, η βιβλιοθήκη του Τομέα διαθέτει ένα μεγάλο αριθμό βιβλίων και περιοδικών.

Οι ερευνητικές δραστηριότητες του Τομέα Φυσικής είναι πολύ εκτεταμένες. Πολλές από αυτές γίνονται σε συνεργασία με άλλους Τομείς του Ε.Μ.Π. καθώς και με άλλα Ιδρύματα της Ελλάδας και του εξωτερικού. Στον Τομέα Φυσικής υπάρχουν σήμερα ερευνητικές δραστηριότητες στις περιοχές:

1. Θεωρητική Φυσική Στερεάς Κατάστασης.
2. Φυσική Διηλεκτρικών.
3. Φασματοσκοπία Raman.
4. Θερμοφωταύγεια και Εξωηλεκτρονική Εκπομπή.
5. Ανάπτυξη Συστημάτων Λέηζερ και Εφαρμογές των Λέηζερ.
6. Θεωρητική Φυσική Υψηλών Ενεργειών.
7. Πειραματική Φυσική Υψηλών Ενεργειών. 
8. Πυρηνική Φυσική.
9. Μελέτη Κοσμικών Ακτίνων Υπερυψηλών Ενεργειών.
10. Θεωρητική Ατομική και Μοριακή Φυσική.
11. Ακουστική Ολογραφία και Δράση Υπερήχων στα Υλικά.
12. Βιοφυσική.

1ο εξάμηνο

 Φυσική Ι (Μηχανική)  (9004)

Κλασική Μηχανική: Διανυσματική διατύπωση των φυσικών νόμων. Δυνάμεις. Νόμοι του Νεύτωνα. Συστήματα αναφοράς. Αρχές διατήρησης της ενέργειας, της ορμής και της στροφορμής. Συστήματα πολλών σωματιδίων. Στοιχειώδης δυναμική των στερεών σωματων. Αρμονικός ταλαντωτής.  Κεντρικές δυνάμεις, νόμοι του Kepler. Μετασχηματισμοί Lorentz, εισαγωγή στην ειδική θεωρία της Σχετικότητας.

2ο εξάμηνο

 Φυσική ΙΙ   (9015)

Ηλεκτροστατική: Νόμος του Coulomb. Ηλεκτρικό πεδίο. Ενέργεια συστήματος φορτίων. Πεδίο από διάκριτες και συνεχείς κατανομές φορτίου. Νόμος του Gauss, Εφαρμογές του Ν. του Gauss. Ηλεκτροστατικό δυναμικό: Διαφορά δυναμικού και δυναμική συνάρτηση. Το πεδίο ως βαθμίδα του δυναμικού. Απόκλιση διανυσματικής συνάρτησης και Θ. Gauss. Στροβιλισμός διανυσματικής συνάρτησης και Θ. Stokes. Διαφορική μορφή του Ν. Gauss. Εξίσωση Laplace. Ενέργεια ηλεκτρικού πεδίου. Ηλεκτροστατικά πεδία και αγωγοί: «Ορισμός» και γενικές ιδιότητες αγωγών. Γενικό Ηλεκτροστατικό πρόβλημα και Θ. Μοναδικότητας. Εισαγωγή στη μέθοδο των εικονικών φορτίων. Εισαγωγή στη μέθοδο των χωριζόμενων μεταβλητών. Απλά συστήματα αγωγών. Συντελεστές χωρητικότητας και πυκνωτές. Ηλεκτρικά ρεύματα:  Πυκνότητα ρεύματος. Διατήρηση φορτίου και εξίσωση συνέχειας. Τοπική μορφή του Νόμου του Ohm. Μαγνητικό πεδίο: Νόμος των Biot-Savart. Ιδιότητες του μαγνητικού πεδίου. Πεδία δακτυλίων και πηνίων. Νόμος του Ampere. Διανυσματικό δυναμικό. Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή: Νόμος του Faraday. Αμοιβαία επαγωγή.  Αυτεπαγωγή. Ενέργεια του μαγνητικού πεδίου. Εξισώσεις του Maxwell:  Ο πλήρης Νόμος του Ampere. Εξ. Maxwell σε διαφορική και ολοκληρωτική μορφή. Ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Ενέργεια ηλεκτρομαγνητικού κύματος. Εισαγωγή στο Ηλεκτρικό και Μαγνητικό πεδίο στην ύλη: Ηλεκτρικό δίπολο (Πεδίο και δυναμικό). Πόλωση και Διηλεκτρικά υλικά. Μαγνητικά δίπολα (Μαγνητικό πεδίο και δύναμη σε μαγνητικό δίπολο). Μαγνητική ροπή και στροφορμή.

Εργαστηριακή Φυσική   (9344)

Το εργαστηριακό αυτό μάθημα εστιάζει στην εργαστηριακή άσκηση των φοιτητών σε πειράματα κυρίως ηλεκτρομαγνητισμού(μελέτη πυκνωτή, κυλινδρικου πηνίου, παλμογράφου, φακών, χαρτογράφηση ηλεκτρικού πεδίου, εξάρτηση αντίστασης από θερμοκρασία, μέτρηση της μαγνητικής διαπερατότητας του κενού, διάθλαση, ανάκλαση και πόλωση του φωτός, και στην ανάλυση και παρουσίαση πειραματικών δεδομένων.

3ο εξάμηνο

Φυσική ΙΙΙ (9033)

Το μάθημα Φυσική ΙΙΙ (Κυματική) εισάγει τον σπουδαστή στα βασικά φαινόμενα των ταλαντώσεων και των κυμάτων, και επιχειρεί μία εμβάθυνση με τη βοήθεια παραδειγμάτων και εφαρμογών. Επίσης, επιδιώκει να παρουσιάσει τον ενιαίο χρακτήρα των κυματικών φαινομένων από διαφορετικές περιοχές της Φυσικής και της Τεχνολογίας (Μηχανική, Ηλεκτρομαγνητισμό, Ακουστική, Οπτική, κ.α.)

Θερμοδυναμική (9092)

Εισαγωγικές έννοιες: Θερμοκρασία, Θερμότητα. Νόμοι αραιών αερίων. Ισόθερμη και Αδιαβατική μεταβολή. Κινητική θεωρία αερίων. Καταστατική εξίσωση αερίων. Πρώτος νόμος της Θερμοδυναμικής: Έργο, Εσωτερική ενέργεια. Αντιστρεπτές και μη-αντιστρεπτές μεταβολές. Θερμοχωρητικότητα, εξίσωση Mayers. Ενθαλπία, μεταφορά θερμότητας. Θερμικές μηχανές, Μηχανή Carnot. Θερμοδυναμικός συντελεστής μ, Carnot. Δεύτερος νόμος θερμοδυναμικής: Εντροπία. Μη-εντιστρέψιμες διαδικασίες. Θεώρημα Carnot, ανισότητες Clausius. Αλλαγές εντροπίας, Tds εξισώσεις. Θερμοδυναμικά Δυναμικά: Legendre μετασχηματισμοί. Maxwell εξισώσεις. Helmholz, Gibbs συναρτήσεις. Αλλαγές φάσης. Ανοικτά Συστήματα, Χημικό Δυναμικό: Ισορροπία αλλαφών φάσεων. Χημικές αντιδράσεις. Διαδικασίες ανάμειξης. Τρίτος νόμος θερμοδυναμικής: Διατυπώσεις τρίτου νόμου θερμοδυναμικής. Μέθοδοι ψύξης. Εφαρμογές  τρίτου νόμου θερμοδυναμικής.

4ο εξάμηνο

Φυσική IV (Κβαντομηχανική Ι) (9045)

Πρώτη ενότητα [10 ώρες] (πρώιμη κβαντική φυσική)

• Φαινόμενα που καταδεικνύουν την ανεπάρκεια της κλασικής φυσικής
  
  
  • ακτινοβολία μέλανος σώματος
  • φωτοηλεκτρικό φαινόμενο
  • σκέδαση Compton
  • φασματοσκοπία ηλεκτρονίων
• Άτομο του Bohr
  • φασματοσκοπικά δεδομένα
  • συνθήκες Bohr
  • κβάντωση
• Κύματα de Broglie, κυματοσωματιδιακός δυϊσμός

Δεύτερη ενότητα [10 ώρες] (αξιωματική θεμελίωση της κβαντομηχανικής)

• Κυματοσυνάρτηση
• Εξίσωση Schrödinger
• Στατιστική ερμηνεία
• Ορισμός φυσικών μεγεθών

Τρίτη ενότητα [5 ώρες] (απροσδιοριστία & μέτρηση)

• Κυματοπακέτα
• Χρονική εξέλιξη κυματοπακέτων
• Αρχή απροσδιοριστίας του Heisenberg
• Η έννοια της μέτρησης στην κβαντομηχανική – σύνδεση μεταξύ πειράματος και θεωρίας

Τέταρτη ενότητα [10 ώρες] (απλές εφαρμογές)

• Φρεάτια δυναμικού (δέσμιες καταστάσεις)
• Κβάντωση ενεργειακών καταστάσεων
• Σκέδαση από δυναμικό
• Ρεύμα πιθανότητας 

Πέμπτη ενότητα [10 ώρες] (αυστηρή μαθηματική θεμελίωση)

• Διανυσματικοί χώροι συναρτήσεων
• Τελεστές και ιδιότητες αυτών
• Ερμιτιανοί τελεστές
• Ιδιοτιμές & ιδιοσυναρτήσεις τελεστών
• Εκφυλισμός
• Χρονική εξέλιξη κυματοσυνάρτησης
• Γενικευμένη σχέση αβεβαιότητας – αβεβαιότητα χρόνου/ενέργειας
• Χρονική μεταβολή μέσης τιμής – Θεώρημα Ehrenfest
• Μεταθέτες και νόμοι διατήρησης
• Αναπαράσταση στον χώρο των ορμών

Έκτη ενότητα [10 ώρες] (σύνθετες εφαρμογές)

• Δυναμικά με συνάρτηση δ του Dirac
• Φράγμα δυναμικού, φαινόμενο σήραγγος (και εφαρμογές)
• Αρμονικός ταλαντωτής (αναλυτική και αλγεβρική μέθοδος)
• Προβλήματα σε 3 διαστάσεις (καρτεσιανές συντεταγμένες)

Ειδικά θέματα (εκτός εξεταστέας ύλης)

• Η προσέγγιση του Feynman: ολοκληρώματα διαδρομών (path integrals)
• Κβαντομηχανική και σχετικότητα: εξισώσεις Klein-Gordon και Dirac, μποζόνια, φερμιόνια και αντισωματίδια 

Προγραμματισμός με Εφαρμογές στην Επιστήμη του Μηχανικού (9348)

Η ολοένα μεγαλύτερη πoλυπλοκότητα των προβλημάτων που αντιμετωπίζονται στην σύγχρονη έρευνα και τεχνολογία, τόσο στην Επιστήμη του Μηχανικού (Engineering Science) όσο και στη Φυσική, χρειάζεται την ανάπτυξη και την εφαρμογή σύγχρονων υπολογιστικών μεθόδων.
Κατά τη διάρκεια του μαθήματος διδάσκονται οι βασικές δεξιότητες που απαιτούνται για την ανάπτυξη υπολογιστικού κώδικα που θα χρησιμοποιηθεί στην επίλυση προβλημάτων στην Επιστήμη του Μηχανικού και τη Φυσική, καθώς και οι τεχνικές προσομοίωσης και ανάλυσης ενός μεγάλου εύρους εφαρμογών στις παραπάνω επιστημονικές περιοχές. Στόχος είναι να αποκτηθεί το απαραίτητο υπόβαθρο που απαιτείται για την αντιμετώπιση προχωρημένων προβλημάτων στις επιστημονικές περιοχές της Υπολογιστικής Μηχανικής, της Φυσικής, των Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και της Βιολογίας.
Διδάσκονται απλές τεχνικές μοντελοποίησης προβλημάτων στις φυσικές επιστήμες με αριθμητικές μεθόδους, βασικός προγραμματισμός, η εφαρμογή μεθόδων αριθμητικής ανάλυσης στον επιστημονικό προγραμματισμό, η αποτελεσματική χρήση του λειτουργικού συστήματος και των εργαλείων που παρέχει, καθώς και μέθοδοι συλλογής, ανάλυσης και εικονοποίησης δεδομένων.

ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ

5ο εξάμηνο

Ηλεκτρομαγνητισμός  ΙΙ (9093)

Τεχνικές επίλυσης ηλεκτροστατικών προβλημάτων: Ηλεκτρικό πεδίο, Δυναμικό, Ενέργεια. Εξισώσεις Poisson και Laplace. Μέθοδος εικόνων. Χωριζόμενες Μεταβλητές. Πολυπολική ανάπτυξη. Ηλεκτρικά πεδία στην ύλη: Διηλεκτρικά υλικά. Γραμμικά διηλεκτρικά. Μαγνητικά πεδία στην ύλη: Μαγνητικό Πεδίο. Μαγνητικά υλικά. Μαγνήτιση. Γραμμικά και μη Γραμμικά μαγνητικά υλικά. Εξισώσεις: Εξισώσεις του Maxwell στο κενό και στην ύλη. Ηλεκτρομαγνητικά κύματα στο κενό. Διάνυσμα Poynting.

Κβαντομηχανική  ΙΙ (9077)

Εισαγωγή στην Κβαντομηχανική, δυϊσμός της ύλης, Εξίσωση Schrodinger, Εξίσωση συνέχειας, Πυκνότητα πιθανότητας
Συζυγείς και Ερμιτιανοί τελεστές, πείραμα διπλής σχισμής, Διακριτές ιδιοτιμές, χρονική εξέλιξη κυματοσυναρτήσεων 
Βασικές αρχές Αναλυτικής Μηχανικής (Λαγκρανζιανός, Χαμιλτονιανός φορμαλισμός, εξίσωση Hamilton Jacobi),
Γενικές Αρχές Κβαντομηχανικής, Αξιώματα, Ιδιότητες Τελεστών, Χρονική μεταβολή μέσης τιμής Φυσικών Μεγεθών, Συμμετρίες, Φορμαλισμός Dirac ket, bra, Αναπαράσταση τελεστών με Πίνακες, Χώρος ορμών, τελεστές με συνεχείς ιδιοτιμές. 
Αρμονικός Ταλαντωτής. Στροφορμή: Αλγεβρική λύση για τη στροφορμή. Σφαιρικές αρμονικές.
Άτομο του Υδρογόνου. Λύση ακτινικής εξίσωσης, Ενεργειακό φάσμα. Spin. άθροιση στροφορμών, εφαρμογές.
Θεωρία Διαταραχών: Χρονοανεξάρτητη. Μη εκφυλισμένες στάθμες. Εκφυλισμένες στάθμες.
Στοιχεία Σχετικιστικής Κβαντομηχανικής. Εξίσωση Dirac, αντιύλη.

Στατιστική Φυσική (9123)

Ανασκόπηση Θερμοδυναμικής (βασικές έννοιες, νόμοι θερμοδυναμικής, θερμοδυναμικά δυναμικά, αντιστρεπτές και μη-αντιστρεπτές μεταβολές, ισορροπία, κ.ά.). Επανάληψη βασικών εννοιών από Πιθανότητες. Μικροκαταστάσεις και μακροκαταστάσεις, στατιστικό βάρος, εντροπία. Κατανομή Boltzmann. Συνάρτηση επιμερισμού. Κλασσικό ιδανικό αέριο, κατανομή Maxwell. Κβαντική Στατιστική. Ακτινοβολία μέλανος σώματος. Κβαντικό Ιδανικό αέριο. Κατανομή Fermi-Dirac. Κατανομή Bose-Einstein. Εφαρμογές. Συμπύκνωση Bose-Einstein. Μαγνητισμός. Αλλαγές φάσεων.

Οπτική και Εργαστήριο (9095)

Κυματικές έννοιες, εισαγωγή στην οπτική:
 Σκέδαση, Διασπορά δείκτη διάθλασης, Ανάκλαση, Διάθλαση σε επίπεδες και καμπύλες επιφάνειες. Γεωμετρική οπτική: Κάτοπτρα, φακοί, πρίσματα, οπτικές ίνες. Ιδιότητες και σφάλματα οπτικών στοιχείων. Οπτικά όργανα (οφθαλμός, μεγεθυντικός φακός, μικροσκόπιο, τηλεσκόπιο). Πόλωση του φωτός. Διπλοθλαστικά  υλικά, Οπτική δράση, Πολωτές, Καθυστερητές φάσης

Eπαγώμενα οπτικά φαινόμενα (οπτική διαμόρφωση). Χωρική-χρονική συμφωνία: Συμβολή. Συμβολόμετρα (Διαίρεσης πλάτους – διαίρεσης μετώπου. Συμβολή πολλαπλών δεσμών. Συναρτήσεις συμφωνίας και διακριτότητα (visibility). Περίθλαση: Κοντινού πεδίου (Fresnel). Μακρινού πεδίου (Fraunhofer). Οπτικοί μετασχηματισμοί Fourier, οπτικά φίλτρα. Ολογραφία. Αρχές μη-γραμμικής οπτικής: Μείξη συχνοτήτων. Παραγωγή αρμονικών.

Εργαστήρια:

1. Γεωμετρική – Κυματική – Φυσική Οπτική. Ανάκλαση, διάθλαση, πόλωση. Συμβολή, περίθλαση
2. Οπτικοί μετασχηματισμοί Fourier. Χωρικά οπτικά φίλτρα, επεξεργασία εικόνας
3. Συμβολομετρία. Φαινόμενο Doppler στο Φως. Συμβολόμετρο Michelson, συμβολόμετρο Fabry-Perot. Μέτρηση μήκους κύματος, δείκτη διάθλασης, ταχύτητας κίνησης
4. Διαμόρφωση δέσμης Laser. Οπτική μετάδοση πληροφορίας, Μέτρηση ταχύτητας του φωτός
5. Αρχές Ολογραφίας. Λήψη, εμφάνιση, παρατήρηση ανακλαστικού ολογράμματος
6. Συνοριακές συνθήκες στη διεπιφάνεια διηλεκτρικών. Σχέσεις Fresnel

Εργαστήρια Σύγχρονης Φυσικής (9323)

Εργαστηριακό μάθημα με στόχο την εξοικείωση των φοιτητών με πειραματικές εργασίες πάνω σε θεμελιώδη φαινόμενα της κυματικής, κβαντομηχανικής και φυσικής στερεάς κατάστασης.

Γενική Χημεία (9075)

Η Γενική Χημεία έχει ως αντικείμενο τη μελέτη της σύστασης, της δομής, των μετατροπών και των ιδιοτήτων της ύλης, καθώς και τη μελέτη των σχέσεων μεταξύ μοριακών και μακροσκοπικών μεγεθών. Το μάθημα περιλαμβάνει τις βασικές έννοιες της Γενικής Χημείας σχετικά με τη δομή και τις καταστάσεις της ύλης, την ατομική θεωρία, τους χημικούς δεσμούς, τα διαλύματα, τη χημική κινητική, τη χημική ισορροπία και την ηλεκτροχημεία. Περιλαμβάνει επίσης την παροχή βασικών γνώσεων σε ειδικά θέματα Ανόργανης και Οργανικής Χημείας και ειδικότερα στη φωτοχημεία και φωτοηλεκτροχημεία, στην πυρηνική χημεία, στη χημεία νερού και ατμόσφαιρας.

6ο εξάμηνο

Ρευστομηχανική (9206)

Μάθημα του 6^ου εξαμήνου σπουδών, υποχρεωτικό για τους Φυσικούς Εφαρμογών και κατ’επιλογήν υποχρεωτικό για τους Μαθηματικούς Εφαρμογών.

Ατομική και Μοριακή Φυσική  (9094)

Θεωρία χρονο-εξαρτημένων διαταραχών και περιγραφή της αλληλεπίδρασης ακτινοβολίας με την ύλη, Ηλεκτρονιακές μεταβάσεις, ηλεκτροδιπολική προσέγγιση και κανόνες επιλογής. Πολυ-ηλεκτρονικά άτομα, αρχή του Pauli, μέθοδος των μεταβολών, παρα-ήλιο και ορθο-ήλιο, ορίζουσες Slater, σπιν-τροχιακά. Προσεγγιστικές μέθοδοι για την επίλυση προβλημάτων πολλών σωματιδίων, μέθοδος Hartree και μέθοδος Hartree-Fock, Θεωρία Συναρτησιακού της Πυκνότητας. Κβαντομηχανική περιγραφή του χημικού δεσμού, δεσμικά και αντιδεσμικά τροχιακά, εφαρμογή σε απλά μόρια. Υβριδισμός στον άνθρακα και σε άλλα άτομα. Μοριακά ενεργειακά διάγραμματα, προσδιορισμός μοριακών ιδιοενεργειών με την μέθοδο του γραμμικού συνδυασμού ατομικών τροχιακών, ρόλος των συμμετριών. Στοιχεία μοριακής φασματοσκοπίας. Εισαγωγή στους κβαντικούς υπολογιστές που έχουν ως βάση άτομα ή μόρια.

Φυσική Συμπυκνωμένης Ύλης  (9074)

Μοντέλο ελεύθερων ηλεκτρονίων. Ιδιότητες θερμικής ισορροπίας. Ιδιότητες μεταφοράς. Κρυσταλλικά πλέγματα: Περίθλαση ακτινοβολίας από κρυστάλλους. Το αντίστροφο πλέγμα. Δεσμοί στους κρυστάλλους. Ταξινόμηση των κρυστάλλων. Κίνηση ηλεκτρονίων σε περιοδικό δυναμικό: Κύματα Bloch. Ενεργεικές ζώνες – Επιφάνειες σταθερής ενέργειας. Σχέσεις διασποράς και πυκνότητα καταστάσεων. Ταλαντώσεις πλέγματος: Ακουστικά – Οπτικά Φωνόνια. Σχέσεις διασποράς. Θερμικές Ιδιότητες.

Ημιαγωγοί. Δομή και ηλεκτρονικές ιδιότητες (άμεσο. έμμεσο χάσμα). Ενεργός μάζα και πυκνότητα καταστάσεων. Ενδογενείς ημιαγωγοί, Εξωγενείς ημιαγωγοί και υπολογισμός επιπέδoυ Fermi. Συγκεντρώσεις φορέων και νόμος δράσης των μαζών. Ετερογενείς ημιαγωγοί. Ρεύμα διάχυσης, ρεύμα ολίσθησης και δυναμικό επαφής σε θερμοδυναμική ισορροπία.

Φυσική και Τεχνολογία των Λέιζερ (ΣΕΜΦΕ) (9161)

Εισαγωγή, Γενικές αρχές,
Η ιδέα του laser: Αυθόρμητη και εξαναγκασμένη εκπομπή. Ρυθμοί μετάβασης και συντελεστές Einstein. Μη ακτινοβολητικές αποδιεγέρσεις. Aκτινοβολητικές αποδιεγέρσεις. Ιδιότητες δεσμών laser. Μηχανισμοί διεύρυνσης γραμμής. Κορεσμός. Εκφυλισμένα επίπεδα. Μοριακά συστήματα. Αντλητικές διεργασίες,
Συνθήκες λειτουργίας laser: Οπτική άντληση. Ηλεκτρική άντληση. Χημική άντληση κ.λπ.. Παθητικά οπτικά αντηχεία. Συνθήκη λειτουργίας laser. Συνθήκη ευστάθειας οπτικού αντηχείου. Ασταθή αντηχεία. Εξισώσεις ρυθμών μετάβασης. Ρυθμοί ταλάντωσης laser. Λειτουργία μονού ρυθμού. Συμπεριφορά laser συνεχούς κύματος. Μεταβατική συμπεριφορά laser. Παλμική συμπεριφορά laser. Μετατροπή Q. Εγκλείδωση ρυθμών. Tύποι laser: Laser στερεάς κατάστασης, Laser αερίων: Laser χρωστικών, Χημικά laser. Laser ημιαγωγών, Laser χρωματικών κέντρων. Laser ελεύθερων ηλεκτρονίων, Laser οπτικών ινών. Συνεχή laser (c.w.), Παλμικά laser ms – μs – ns. Μετασχηματισμός δεσμών laser, Kυκλώματα οδήγησης. Διάδοση Gaussian δέσμης, Ενίσχυση laser: Γέννηση δεύτερης αρμονικής, Παραμετρική ταλάντωση, Παλμικά laser ps – fs. Κυκλώματα οδήγησης laser, Προιονισμός. Τεχνολογία υψηλών τάσεων, Γραμμές μεταφοράς Blumlein. Εφαρμογές των laser: Eφαρμογές των laser σε φυσική και χημεία. Εισαγωγή στις εφαρμογές των laser σε βιολογία, βιοοπτικη και ιατρική. Εφαρμογές σε βιοφωτονική, Επεξεργασία υλικών. Εισαγωγή στις εφαρμογές των laser σε oπτικές επικοινωνίες, Μέτρηση και εξέταση, Εμπορικές εφαρμογές των laser. Εφαρμογές σε θερμοπυρηνική σύντηξη, Ενεργειακό πρόβλημα. Εφαρμογές σε επεξεργασία και καταγραφή πληροφοριών, Τηλεμετρία, Γεωδαισία, Ατμοσφαιρική οπτική. Εισαγωγή στις εφαρμογές των laser σε περιβάλλον και ανίχνευση ρυπαντών, Lidars, Aτμοσφαιρική οπτική. Εφαρμογές των laser σε θέματα πολιτιστικής κληρονομιάς. Φαινόμενα πίεσης ακτινοβολίας, Οπτική παγίδευση, Μικροδέσμες, laser, Νανοδέσμες laser. Ασφάλεια laser: Ασφάλεια laser, Όρια έκθεσης σε ακτινοβολία laser, Δοσιμετρία laser. Στοιχεία μη γραμμικής οπτικής. Προχωρημένα θέματα: Διάδοση σολιτονίων σε οπτικές ίνες, Αλληλεπίδραση φορτισμένων σωματιδίων με δέσμες laser

Θεωρία ομάδων στη Φυσική (9097)

Ορισμός και άλγεβρα ομάδας. Ομάδα στροφών. Αναπαραστάσεις ομάδων. Πίνακες χαρακτήρων, συναρτήσεις βάσης. Ευθύ γινόμενο ομάδων, συντελεστές Clebsch-Gordan, θεώρημα Wigner-Eckart. Η ομάδα της εξίσωσης Schroedinger. Κρυσταλλογραφικές σημειακές ομάδες και ομάδες χώρου. Μακροσκοπικές ιδιότητες και συμμετρία κρυστάλλων, αρχή του Neumann. Τανυστικές ιδιότητες των υλικών και σύνδεση με ομάδες συμμετρίας. Προβλέψεις ιδιοτήτων και επιπτώσεις της συμμετρίας στη Φυσική των υλικών. Αντιστροφή χρόνου και μαγνητικές ομάδες. Η άλγεβρα Lie των ομάδων SU(n). Εκθετική συνάρτηση πινάκων, εφαρμογές στις SU(2) και SU(3). Αναπαραστάσεις και γινόμενα της SU(n). Λοιπές άλγεβρες Lie. Εισαγωγή στις συμμετρίες των στοιχειωδών σωματιδίων.

Ανάλυση Σήματος  (9167)

Εισαγωγή στα σήματα, ειδικές περιπτώσεις σημάτων. Συνεχές και Διακριτό σήμα. Μετασχηματισμοί Fourier και Lapalce για συνεχή και διακριτά σήματα. Μετασχηματισμός z. Εξισώσεις διαφορών. Επίλυση εξισώσεων διαφορών. Διακριτός μετασχηματισμός Fourier (DFT). Ταχύς μετασχηματισμός Fourier (FFT). Ψηφιακά φίλτρα FIR και IIR. Σχεδίαση ψηφιακών φίλτρων. Εφαρμογές της ψηφιακής ανάλυσης σήματος.

Αρχές Διδακτικής Μεθοδολογίας – Διδακτική της Φυσικής (9171)

Το μάθημα καλύπτει κάποια βασικά θέματα της Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών (ΦΕ) και αποτελείται από δύο μέρη: 
Α) Θεωρητικό μέρος 
Β) Πρακτική Άσκηση: Η Πρακτική Άσκηση είναι υποχρεωτική και περιλαμβάνει δίωρη παρακολούθηση σε σχολείο και διδασκαλία μιας διδακτικής ώρας.

Βιοφυσική (9165)

Εισαγωγή στο αντικείμενο της Βιοφυσικής
Ορισμός Βιοφυσικής, η σχέση της με άλλες επιστήμες.
Κλάδοι της Βιοφυσικής (π.χ. -Μοριακή Βιοφυσική, Κυτταρική Βιοφυσική, Βιοφυσική των πολύπλοκων συστημάτων).

7ο εξάμηνο

Πυρηνική Φυσική  (9324)

Εισαγωγή στον πυρήνα: Ακτίνα, μάζα, φορτίο, ενέργεια σύνδεσης. Σταθερότητα του που-ρήνα. Πρότυπο των φλοιών, μαγικοί αριθμοί. Στροφορμή, ιδιοστροφορμή, σύζευξη, ηλεκτρικές και μαγνητικές ροπές. Αποδιέγερση α, β, γ. Νόμος διασπάσεων. Διεγερμένες καταστάσεις του πυρήνα. Πυρηνικές αντιδράσεις. Σχάση, σύντηξη, αρχές πυρηνοσύνθεσης. Πυρηνική αστροφυσική.

Στοιχειώδη Σωματίδια Ι (9325)

Εισαγωγή στα στοιχειώδη σωματίδια. Ιστορική αναδρομή. Φυσικό σύστημα μονάδων. Σχετικιστική κινηματική, τετραδιανύσματα. Μεταβλητές Mandelstam. Ιδιότητες και ταξινόμηση των στοιχειωδών σωματιδίων. Αλληλεπιδράσεις και ο μηχανισμός Yukawa. Διαγράμματα Feynman. Συμμετρίες και νόμοι διατήρησης. Αναστροφή χώρου, συζυγία φορτίου, αντιστροφή χρόνου. Ισοτοπικό σπιν. G‐ parity. Παραβίαση της CP. Θεώρημα CPT. Αλληλεπιδράσεις αδρονίων σε υψηλές ενέργειες. Θεμελιώδες πρότυπο των κουάρκ. Θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις: ηλεκτρομαγνητική, ασθενής και ισχυρή. Βαθειά ανελαστική σκέδαση. Καθιερωμένο πρότυπο. Ενοποίηση των ηλεκτρομαγνητικών και ασθενών αλληλεπιδράσεων. Μηχανισμός Higgs.

Επιστήμη των Υλικών (9326)

Εισαγωγή: Ατομική δομή, Δεσμοί μεταξύ ατόμων στα στερεά. Ατέλειες: Ατομικές ατέλειες, Προσμίξεις, Ατέλειες διεπιφανειών. Διάχυση σε στερεά υλικά, Νόμος του Fick, Μηχανισμοί διάχυσης. Πειραματικές τεχνικές χαρακτηρισμού δομής και ατελειών. Στερεά Διαλύματα: Διαγράμματα φάσεων στερεών διαλυμάτων. Κράματα. Κινητική σχηματισμού φάσεων. Πειραματικές τεχνικές μελέτης αλλαγών φάσης και κατασκευής διαγραμμάτων φάσεων. ’μορφη κατάσταση της ύλης: Υαλώδης μετάβαση. Δομικά μοντέλα για τα άμορφα υλικά. Θεωρία διαφυγής. Κατεργασίες υλικών: Θερμική κατεργασία, Ανόπτηση. Κατεργασίες σε υψηλές πιέσεις. Φθορά, Αστοχία: Φθορά υλικών, Διάβρωση, Γήρανση. Χαμηλοδιάστατα υλικά: Στρωματικοί κρύσταλλοι, Κβαντικά πηγάδια, σύρματα και τελείες. Ετεροδομές. Φουλερίνες, Νανοσωλήνες. Οικογένειες τεχνολογικών υλικών: Μέταλλα, Κεραμικά, Γυαλιά, Πολυμερή, Σύνθετα. Παρασκευή, Ιδιότητες, Εφαρμογές.

Διηλεκτρικές, Οπτικές και Μαγνητικές Ιδιότητες των Υλικών  (9110)

Διηλεκτρικές και Οπτικές Ιδιότητες των Μονωτών.  Στατικά πεδία: Τοπικό ηλεκτρικό πεδίο. Πολωσιμότητα. Διηλεκτρική σταθερά. Εναλλασσόμενα πεδία: Οπτική απορρόφηση. Πολαριτόνιο. Πιεζοηλεκτρισμός. Σιδηροηλεκτρισμός.
Μαγνητικές Ιδιότητες της Υλης. Διαμαγνητισμός. Παραμαγνητισμός. Σιδηρομαγνητισμός, Αντισιδηρομαγνητισμός και Σιδηριμαγνητισμός.
Φαινόμενα Μαγνητικού Συντονισμού: Ηλεκτρονικός μαγνητικός συντονισμός. Μηχανισμοί εφησύχασης. Εξισώσεις Bloch για τη μόνιμη κατάσταση. Πυρηνικός μαγνητικός συντονισμός. Υπεραγωγιμότητα.

Υπολογιστική Φυσική Ι  (9068)

Η ολοένα μεγαλύτερη πoλυπλοκότητα των προβλημάτων που αντιμετωπίζονται στην σύγχρονη έρευνα και τεχνολογία, και ειδικότερα στη Φυσική, χρειάζεται την ανάπτυξη και την εφαρμογή σύγχρονων υπολογιστικών μεθόδων.
Κατά τη διάρκεια του μαθήματος διδάσκονται οι βασικές δεξιότητες που απαιτούνται για την ανάπτυξη υπολογιστικού κώδικα που θα χρησιμοποιηθεί στην επίλυση προβλημάτων στη Φυσική, καθώς και οι τεχνικές προσομοίωσης και ανάλυσης ενός μεγάλου εύρους εφαρμογών σε διαφορετικά φυσικά προβλήματα. Στόχος είναι να αποκτηθεί το απαραίτητο υπόβαθρο που απαιτείται για την αντιμετώπιση προχωρημένων προβλημάτων και υπολογισμών υψηλής απόδοσης.
Διδάσκονται απλές τεχνικές μοντελοποίησης προβλημάτων στις φυσικές επιστήμες με αριθμητικές μεθόδους, βασικός προγραμματισμός, η εφαρμογή μεθόδων αριθμητικής ανάλυσης στον επιστημονικό προγραμματισμό, η αποτελεσματική χρήση του λειτουργικού συστήματος και των εργαλείων που παρέχει, καθώς και μέθοδοι συλλογής, ανάλυσης και εικονοποίησης δεδομένων.

Τεχνολογία Ανιχνευτών και Επιταχυντικών Διατάξεων  (9160)

Αλληλεπίδραση ακτινοβολίας με την ύλη: Αλληλεπίδραση ακτινοβολίας Χ και γ με την ύλη. Αλληλεπίδραση φορτισμένων σωματιδίων με την ύλη.
Ανιχνευτές: Αερίου-σπινθηρισμού-στερεάς κατάστασης κλπ. Ανίχνευση  ακτινοβολίας Χ και γ. Ανίχνευση φορτισμένων σωματιδίων. Ανίχνευση νετρονίων. Ανιχνευτικά συστήματα πειραμάτων υψηλών ενεργειών: ανιχνευτές τροχιών, ανιχνευτές ενεργειών (θερμιδόμετρο), ανιχνευτές μιονίων, μαγνήτες, ανιχνευτές Cerenkov, ανιχνευτές αερίου.
Επιταχυντές: Ηλεκτροστατικός επιταχυντής. Μεταφορά δέσμης. Γραμμικοί επιταχυντές. Κύκλοτρον. Σύγχροτρον. Επιταχυντές συγκρουομένων δεσμών.
Λήψη δεδομένων: Συνθήκες σκανδαλισμού και καταγραφής δεδομένων. Τεχνικές ανάλυσης δεδομένων και μέθοδοι προσομοίωσης.
Πειράματα: Περιγραφή χαρακτηριστικών πειραμάτων.
Το μάθημα περιλαμβάνει εκπαιδευτικές επισκέψεις σε εργαστήρια.

Οπτοηλεκτρονική  (9133)

Φυσική Οπτική, φωτόνια, μηχανισμοί οπτικής απορρόφησης, μηχανισμοί φωτοαγωγιμότη-τας, οπτικά-οπτοηλεκτρονικά υλικά, αυθόρμητη και εξαναγκασμένη εκπομπή, απορρόφηση, φθορισμός, φωσφορισμός, φωταύγεια, σύμφωνες και ασύμφωνες πηγές, ενδείκτες, απεικονιστές, ανιχνευτές ακτινοβολίας, θόρυβος και ηλεκτρονικά ανιχνευτών, ενισχυτές εικόνας, διατάξεις Ι2, θερμικοί απεικονιστές, οπτοζεύκτες, διαμορφωτές, υγροί κρύσταλλοι, ολοκληρωμένα οπτικά, φωτονική λογική, εισαγωγή στις οπτικές ίνες – οπτικές επικοινωνίες, εισαγωγή στα λέηζερ και τις εφαρμογές τους.
Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση.

Διηλεκτρικές, Οπτικές Μαγνητικές Ιδιότητες Υλικών  (9110)

Οπτικές και Διηλεκτρικές Ιδιότητες μονωτών: Στατικά πεδία. Ανασκόπηση βασικών σχέσεων της μακροσκοπικής θεωρίας. Μαγνητικές Ιδιότητες της Ύλης. Διαμαγνητισμός και Παραμαγνητισμός: Μακροσκοπική θεωρία, βασικές έννοιες, διαμαγνητισμός. Μόνιμη διπολική ροπή ατόμου, μετάπτωση μαγνητικής ροπής ατόμου. Ανασκόπηση κβαντικής θεωρίας της στροφορμής των ατόμων. Κλασική και κβαντική θεωρία του παραμαγνητισμού.

8ο εξάμηνο

Σεμινάριο Φυσικής  (9.4.50.8.2.9)

Παρακολούθηση σεμιναρίων και παρουσίαση ενός θέματος σχετικού με τα διδασκόμενα μαθήματα Φυσικής στην κατεύθυνση του Φυσικού Εφαρμογών.

Θεωρητική Φυσική  (9.4.35.8.2.9) 

Αρχή της ελάχιστης δράσης, εξισώσεις Euler-Lagrange. Λαγκρανζιανή και Χαμιλτωνιανή. Αγκύλες Poisson. Κανονικοί μετασχηματισμοί. Συμμετρίες και νόμοι διατήρησης. Θεώρημα Noether. Τανυστής ορμής-ενέργειας. Άλγεβρα αγκυλών Poisson. Συνεχή δυναμικά συστήματα ως παραδείγματα κλασικών θεωριών πεδίου: (α) ελαστικά μηχανικά μέσα, (β) ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Σχετικιστική κβαντική μηχανική: εξισώσεις Klein-Gordon και Dirac. Μετασχηματισμοί λύσεων κατά Lorentz. Μάζα και σπιν. Λύσεις επίπεδων κυμάτων. Παράδοξο Klein. Σύζευξη με εξωτερικά ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Υδρογονοειδή άτομα, σπιν και λεπτή υφή. Διακριτές συμμετρίες (C, P, T). Εξίσωση νετρίνου.

Πυρηνική Φυσική και Εφαρμογές  (9.4.33.8.2.9)

Δέσμιες καταστάσεις νουκλεονίων – δευτέριο – δυνάμεις ανταλλαγής νουκλεονίων. Πυρηνικά πρότυπα (σταγόνας υγρού, φλοιών, συλλογικό). Παραμόρφωση πυρήνων. Ηλεκτρικά και μαγνητικά πολύπολα. Εκπομπή ακτίνων γ. Πυρηνικός μαγνητικός συντονισμός. Σκέδαση Rutherford. Πυρηνικές αντιδράσεις. Εφαρμογές της Πυρηνικής Φυσικής στη μελέτη υλικών (RBS, ERDA, PIXE κλπ.), στην ιατρική (διάγνωση-θεραπεία), στο περιβάλλον, στην αρχαιομετρία, τη βιομηχανία.

Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση.

Φυσική και Τεχνολογία των Λέιζερ  (9.4.31.8.2.9)

Εισαγωγικές έννοιες, αυθόρμητη και εξαναγκασμένη εκπομπή, αλληλεπίδραση ακτινοβολίας και ύλης, αντλητικές διεργασίες, παθητικά οπτικά αντηχεία, συμπεριφορά λέιζερ συνεχούς κύματος και μεταβατική, τύποι λέηζερ, ιδιότητες δεσμών λέιζερ, μετασχηματισμοί δεσμών λέιζερ, ειδικά θέματα Φυσικής και τεχνολογίας των λέιζερ, μερικές εφαρμογές των λέιζερ, ασφάλεια λέιζερ.

Εφαρμογές των Ιοντιζουσών Ακτινοβολιών στην Ιατρική και τη Βιολογία (9.4.27.7.2.9)

Θεμελίωση των αρχών της φυσικής των ιοντιζουσών ακτινοβολιών. Χαρακτηριστικά των ιοντιζουσών ακτινοβολιών σαν ιδιότητες του ατομικού πυρήνα. Θεωρία αλληλεπίδρασης των ιοντιζουσών ακτινοβολιών με την ύλη. Πυρηνικές αντιδράσεις και παραγωγή ραδιοϊσοτόπων. Κλινική εφαρμογή των ραδιοϊσοτόπων και ραδιοφάρμακα. Οργανολογία ανιχνευτών των τριών βασικών α-, β- και γ- ακτινοβολιών. Επίδραση των ιοντιζουσών ακτινοβολιών στους βιολογικούς οργανισμούς. Επίδραση νετρονίων στη βιολογία και χρήσης τους στη κλινική ιατρική. Προηγμένες τεχνικές κλινικών εφαρμογών και χρήση των επιταχυντικών διατάξεων. Εισαγωγή στην δοσιμετρία και την ακτινοπροστασία.

Προβλέπονται εργαστηριακές ασκήσεις και επισκέψεις σε νοσοκομεία και στο ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος.
Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση.

Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση.

Μέθοδοι Χαρακτηρισμού των Υλικών  (9.4.37.7.2.9)

Δομικός Χαρακτηρισμός: Περίθλαση ακτίνων-Χ, Περίθλαση ηλεκτρονίων, Φασματοσκοπία ηλεκτρονίων Auger, Πυρηνική φασματοσκοπία, Μικροσκοπία (ηλεκτρονική, φαινομένου σήραγγας, ατομικών δυνάμεων).
Θερμικός Χαρακτηρισμός: Διαφορική θερμική ανάλυση, Διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης, Θερμομηχανική ανάλυση, Δυναμική μηχανική ανάλυση, Θερμοβαρυτική ανάλυση.
Διηλεκτρική φασματοσκοπία, Φασματοσκοπία μαγνητικού πυρηνικού συντονισμού, Φασματοσκοπία ηλεκτρονικού παραμαγνητικού συντονισμού, Φασματοσκοπία Moessbauer.
Οπτικός Χαρακτηρισμός: Φασματοσκοπία υπερύθρου, Φασματοσκοπία Raman, Ελλειψομετρία, Φασματοσκοπία διαμορφωμένης ανακλαστικότητας, Φασματοσκοπία φωτο- και ηλεκτροφωταύγειας. 
Μη καταστρεπτικός έλεγχος, Επιλογή βέλτιστου υλικού, Σχεδιασμός και ανάπτυξη νέων υλικών.
Εργαστήρια: Περίθλαση ακτίνων-Χ, Φθορισμός ακτίνων-Χ, Διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης, Δυναμική μηχανική ανάλυση, Διηλεκτρική φασματοσκοπία, Φασματοσκοπία μαγνητικού πυρηνικού συντονισμού, Φωταύγεια συμπαγών ημιαγωγών και ημιαγώγιμων δομών, Διαμορφωμένη φωτοανακλαστικότητα σύνθετων ημιαγωγών, Παρασκευή λεπτών υμενίων σε σύστημα εξάχνωσης με δέσμη ηλεκτρονίων, Οπτικές μετρήσεις πάχους λεπτών υμενίων (Ελλειψομετρία).
Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση.

Φυσική των Ηλεκτρονικών Διατάξεων  (9.4.30.8.2.9)

Ωμικές και ανορθωτικές  επαφές στους ημιαγωγούς. Επαφές μέταλλο-ημιαγωγός (Schottky). Χαρακτηριστικές I-V. Διπολικές διατάξεις: (α) Επαφές p-n, περιοχή φορτίου χώρου, ρεύματα επανασύνδεσης, μεταβατικά φαινόμενα, προσομοίωση. (β) Διπολικά transistor: μεταβατικά φαινόμενα, προσομοίωση και ισοδύναμα κυκλώματα, αρχές σχεδιασμού, φαινόμενα μικρών διαστάσεων, βαλλιστικά και κβαντικά  φαινόμενα. Διατάξεις MOS (μέταλλο-οξείδιο-ημιαγωγός): (α) Χωρητικότητα MOS: κύρτωση ενεργειακών ζωνών, επιφανειακές καταστάσεις, χωρητικότητα και αγωγιμότητα σαν συνάρτηση της τάσης πόλωσης και της συχνότητας. Τεχνικές χαρακτηρισμού επιφανειακών καταστάσεων. (β) Transistor MOS: Στατική και δυναμική απόκριση, προσομοίωση, επιφανειακή ευκινησία φορέων, φαινόμενα υψηλού πεδίου και μικρών διαστάσεων, αξιοπιστία των διατάξεων. Είδη διατάξεων [JFET, MESFET, (Metal Semiconductor Field Effect Transistor), C-MOS κλπ.]. Εισαγωγή στις  νανοηλεκτρονικές διατάξεις.

Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση

Πολυμερή και Σύνθετα Υλικά  (9.3.30.8.2.9)

Πολυμερή: Εισαγωγικές έννοιες, ταξινόμηση, κατάταξη πολυμερών, μοριακό βάρος. Σύνθεση Πολυμερών. Μέθοδοι πολυμερισμού: σταδιακός αλυσωτός συμπολυμερισμός, τεχνικές πολυμερισμού. Βασικές ιδιότητες και χαρακτηρισμός πολυμερών, διαμορφώσεις μακρομορίων, μεταπτώσεις. Ελαστικότητα,νόμος Hooke, ελαστομερής κατάσταση. Iξωδοελαστικότητα, ερπυσμός, χαλάρωση, δυναμική μηχανική συμπεριφορά. Μηχανική αστοχία πολυμερών, διαρροή, θραύση, κόπωση. Ρεολογία πολυμερών. Κατεργασία πολυμερών, εκβολή και ανάμιξη, μορφοποίηση.
Σύνθετα υλικά: Γενικά περί συνθέτων υλικών. Ενίσχυση με σωματίδια. Ενίσχυση με ίνες.

Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση

Βιοφυσική  (9.4.17.8.2.9)

Δυνάμεις – αλληλεπιδράσεις μεταξύ βιομορίων. Το νερό και ο ρόλος του στη δομή της έμβιας ύλης. Βιοπολυμερή (δομή, λειτουργία και φυσικές ιδιότητες). Φυσικές μέθοδοι μελέτης μακρομορίων και κυττάρων. Μεμβράνες και φαινόμενα μεταφοράς στις βιολογικές μεμβράνες. Δημιουργία και διάδοση του νευρικού παλμού. Τεχνικές καταγραφής βιοηλεκτρικών δυναμικών. Συστολή των μυών, βιο-θερμοδυναμική, βιοενεργητική. Βιοφυσική της όρασης και της ακοής. Επίδραση φυσικών παραγόντων στην έμβια ύλη.
Εργαστήρια: Φασματομετρία: φάσματα απορρόφησης βιοπολυμερών, συσχέτιση των οπτικών ιδιοτήτων με τη δομή και τη συμπεριφορά των μακρομορίων σε διάφορες συνθήκες (ακτινοβολία, δραστικές ουσίες). Ενίσχυση – καταγραφή βιοηλεκτρικών σημάτων.

Συνεχείς Ομάδες  (9.4.49.8.2.9)

Εισαγωγή στις ομάδες Lie και στην ταξινόμηση Cartan. Εφαρμογές στη Φυσική:
Κλασική Φυσική: Ομάδες στροφών στη κλασική Μηχανική. Λύση προβλημάτων κεντρικών δυναμικών με μεθόδους θεωρίας ομάδων (πρόβλημα Kepler). Ειδική θεωρία σχετικότητας και ομάδες Lorentz και Poincare. 
Κβαντομηχανική: Προσδιορισμός ιδιοκαταστάσεως απλών κβαντομηχανικών συστημάτων με μεθόδους θεωρίας ομάδων. Αρμονικός ταλαντωτής, άτομο υδρογόνου, αλληλεπιδράσεις σωματιδίων με σπιν σε μαγνητικά πεδία.
Πυρηνική Φυσική: Ισοτοπικό σπιν. Υπερπολλαπλότητα Wigner (σύζευξη L-S). Οι ομάδες SU(3) και  SU(6) στην Πυρηνική Φυσική.
Θεωρία Στοιχειωδών Σωματιδίων:  Θεωρίες βαθμίδος και το Καθιερωμένο Πρότυπο.   

 Νέες Τεχνολογίες στην Εκπαίδευση (9215)

Τι είναι η HTML – Κειμενογράφος για την HTML – Επικεφαλίδα, τίτλος, σώμα – Μορφοποίηση κειμένου – Λίστες – Εικόνα, κείμενο και εικόνα – Σύνδεσμοι (σε άλλη σελίδα, στην ίδια σελίδα, σε αρχείο, email) – Πίνακες – Πλαίσια – Χάρτες – Επιπλέον δυνατότητες – Επάλληλα φύλλα στυλ (CSS): Μια εισαγωγή

9ο εξάμηνο

Υπολογιστική Φυσική ΙΙ, Μοντελοποίηση (9.4.47.9.2.9)

Τυχαίες διαδικασίες: Μέθοδοι Monte-Carlo, διάχυση, εντροπία και το βέλος του χρόνου. Στατιστική Μηχανική: Μετατροπές φάσης. Πρότυπο Ising. Μοριακή δυναμική: τήξη. Κβαντική Μηχανική: δέσμιες καταστάσεις και προβλήματα σκέδασης, πρότυπο Kronig-Penney. Στατιστικές μέθοδοι της Φυσικής: επεξεργασία δεδομένων, προσαρμογή καμπυλών σε πειραματικά δεδομένα.

Στοιχειώδη Σωματίδια  (9.4.41.9.2.9)

Εισαγωγή και ιστορική ανασκόπηση.  Θεωρία ομάδων και το μοντέλο των κουάρκ.   Συμμετρία χειρός.  Μοντέλο παρτονίων.  Θεωρίες βαθμίδας και αυθόρμητο σπάσιμο. Χώρος των φάσεων: υπολογισμοί ενεργού διατομής. Στοιχεία Κβαντικής Χρωμοδυναμικής. Το καθιερωμένο πρότυπο των ηλεκτροασθενών αλληλεπιδράσεων. Μεγαλοενοποιημένες θεωρίες.

Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση.

Τεχνικές της Πειραματικής Φυσικής  (9.4.21.6.2.9)

Πρότυπα φυσικών μεγεθών. Χαρακτηριστικά οργάνων. Όργανα και μέθοδοι μέτρησης βασικών φυσικών μεγεθών. Θόρυβος και όρια μετρήσεων. Στοιχεία επεξεργασίας ηλεκτρικού σήματος. Προστασία από ηλεκτρονικό, ηλεκτρομαγνητικό, ηχητικό και σωματιδιακό θόρυβο. Τεχνικές μέτρησης και καταγραφής σήματος. Οπτικά συστήματα. Συστήματα κενού. Κρυογενική. Κανόνες ασφαλείας, πειραματική πρακτική και κανόνες λειτουργίας του ερευνητικού και του εκπαιδευτικού εργαστηρίου.

Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση.

Αναγνώριση Προτύπων και Νευρωνικά Δίκτυα  (9.4.48.9.2.9)

Στατιστική Bayes θεωρία για αναγνώριση προτύπων. Συναρτήσεις απόφασης. Κατηγοριοποίηση με συναρτήσεις απόφασης. Αλγόριθμοι εκμάθησης. Εισαγωγή στις βασικές έννοιες των νευρωνικών δικτύων. Βασικές αρχιτεκτονικές: Δίκτυα με εμπρόσθια τροφοδότηση, Δίκτυα με ανάδραση. Τεχνικές μάθησης νευρωνικών δικτύων: Εκπαίδευση με δάσκαλο και χωρίς δάσκαλο – σύνδεση με θεωρία βελτιστοποίησης. Αναγνώριση προτύπων με Νευρωνικά συστήματα.

Εφαρμογές των Λέιζερ στη Βιοϊατρική και το Περιβάλλον  (9.4.40.9.2.9)

Βασικές αρχές αλληλεπίδρασης ακτινοβολίας λέιζερ και έμβιας ύλης. Βιοφυσικοί μηχανισμοί δράσης. Διαγνωστικές εφαρμογές των λέιζερ. Χειρουργικές εφαρμογές των λέιζερ. Φωτοδυναμική θεραπεία. Ιατρικά λέιζερ και δοσιμετρία. Ασφάλεια κατά τη χρήση των λέιζερ.  
Βασικές αρχές διάδοσης της ακτινοβολίας λέιζερ στην ατμόσφαιρα. Σκέδαση Mie και Rayleigh. Σκέδαση Raman. Τεχνική LIF. Τεχνική LIDAR (εξίσωση διάδοσης της ακτινοβολίας, γεωμετρία διατάξεων, τεχνικές καταγραφής σημάτων). Τεχνική DIAL. Μέτρηση ρύπων στην ατμόσφαιρα και στην υδρόσφαιρα.

Κεραμικά και Διηλεκτρικά Υλικά  (9.4.38.9.2.9)

Κεραμικά Υλικά: Εισαγωγή, Φυσικοχημικές ιδιότητες κεραμικών. Μέθοδοι παρασκευής και κατεργασίας κεραμικών, Τεχνικές χαρακτηρισμού κεραμικών. Μονωτικά, Ημιαγώγιμα και Υπεραγώγιμα κεραμικά, Κεραμικά ιοντικής αγωγιμότητας. Άμορφα κεραμικά, Ύαλοι, Υαλώδης μετάβαση. Νανοκεραμικά και πορώδη κεραμικά.
Διηλεκτρικά Υλικά: Διηλεκτρικές ιδιότητες υλικών. Πειραματικές μέθοδοι μελέτης διηλεκτρικών ιδιοτήτων. Ηλεκτρομονωτικά υλικά, Διηλεκτρικά υλικά πυκνωτών, Διηλεκτρικά υλικά μικροηλεκτρονικής. Ενεργά διηλεκτρικά (σιδηροηλεκτρικά, πιεζοηλεκτρικά, πυροηλεκτρικά και ηλεκτρίτες).

Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση

Τεχνολογία Μικροσυστημάτων (9.4.46.9.2.9)

Μικροσυστήματα και νανοσυστήματα: Ορισμός και παραδείγματα μικροσυστημάτων. Συνάφεια μικροηλεκτρονικής, μικρο-οπτικής και μικρο-ηλεκτρομηχανικής τεχνολογίας. Βασικές τεχνολογικές διαδικασίες κατασκευής μικροσυστημάτων και μαθηματικά μοντέλα. Ανάπτυξη κρυστάλλων και βασικές ιδιότητες. Θερμική οξείδωση. Διάχυση προσμίξεων. Ιοντική εμφύτευση. Χημική και φυσική εναπόθεση αγώγιμων και μονωτικών στρωμάτων. Λιθογραφία. Εγχάραξη. Παραδείγματα κατασκευής μικροηλεκτρονικών διατάξεων και συστημάτων.
Ειδικές διαδικασίες για την μικρομηχανική-Μικροαισθητήρες: Μικρομηχανική επεξεργασία επιφάνειας και όγκου. Μικρο-αισθητήρες και ενεργοποιητές, φυσικές αρχές λειτουργίας. Τεχνολογία κατασκευής και παραδείγματα φυσικών και βιοχημικών αισθητήρων.
Από τη μικροτεχνολογία στη νανοτεχνολογία και τα νανοσυστήματα: Μέθοδοι κατασκευής στην νανομετρική κλίμακα. Aυτο-οργάνωση και οργανωμένη κατασκευή νανοσωματιδίων. Επαφή με τον μακρόκοσμο. Εφαρμογές στην νανοηλεκτρονική και νανο-αισθητήρες.

Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση

Σχετικότητα  (9.4.44.9.2.9)

Μετασχηματισμοί Lorentz. Τετραδιανύσματα. Σχετικιστική δυναμική. Μετασχηματισμοί ηλεκτρομαγνητικών πεδίων. Σχετικιστική κινηματική. Αρχή της ισοδυναμίας. Γεωμετρία του καμπύλου χώρου. Τανυστής καμπυλότητας. Εξίσωση Einstein. Σφαιρικά συμμετρική λύση.

Φυσική του Περιβάλλοντος  (9.4.18.9.1.9)

Εισαγωγή. Δομή και σύσταση της ατμόσφαιρας και της βιόσφαιρας. Διάδοση ακτινοβολίας και εξισώσεις κίνησης στην ατμόσφαιρα. Στρώμα του όζοντος. Συνθήκες ευστάθειας στην ατμόσφαιρα. Ατμοσφαιρική ρύπανση. Δομή και σύσταση της υδρόσφαιρας. Διάδοση ακτινοβολίας και εξισώσεις κίνησης στην υδρόσφαιρα. Ρύπανση υδάτων. Μηχανισμοί ανταλλαγής ενέργειας μεταξύ ατμόσφαιρας και υδρόσφαιρας. Παγκόσμια κλιματική αλλαγή.

Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση.

Εισαγωγή στην Ιατρική Φυσική και Τηλεϊατρική   (9.4.42.9.2.9)

Ορολογία και σχεδιασμός προτύπων (Modeling). Ενέργεια, θερμότητα, έργο και ισχύς του ανθρώπινου σώματος. Εμβιομηχανική, μυϊκό σύστημα και δυνάμεις. Φυσική του σκελετού. Πίεση στο σώμα. Ώσμωση και νεφροί. Φυσική των πνευμόνων και αναπνοής. Φυσική του καρδιαγγειακού συστήματος και ηλεκτρικά σήματα. Ήχος, ομιλία και ακοή. Αλληλεπίδραση υπερήχων-έμβιας ύλης και εφαρμογές Φυσική των οφθαλμών και της όρασης, τεχνητή όραση.
Εισαγωγή στην τηλεϊατρική. Σχεδίαση και οργάνωση υπηρεσιών τηλεϊατρικής. Χρήση εργαλείου HERMES. Θέματα ποιότητας. Θέματα αξιολογήσεως υπηρεσιών. Θέματα διαχείρισης έργου. Μεθοδολογία PRINCE. Ηλεκτρονικός ιατρικός φάκελος, Βάσεις δεδομένων ασθενών. Μετάδοση δεδομένων και εικόνας. Κλινικές εφαρμογές.

 Ρευστομηχανική (9.3.11.9.1.9)

Εισαγωγή. (Υλικό σημείο, σωματιδιακή και χωρική περιγραφή της κίνησης, υλική χρονική παράγωγος, θεώρημα μεταφοράς Reynolds. Ιδεατά ρευστά.)
Εξισώσεις κίνησης. (Εξισώσεις Euler και συνοριακές συνθήκες για ιδεατά, ασυμπίεστα ρευστά, συντηρητικά πεδία δυνάμεων. Ρυθμός μεταβολής και διατήρηση του στροβιλισμού – θεωρήματα στροβιλισμού Kelvin-Helmholtz. Mόνιμη αστρόβιλη ροή, εξίσωση Bernoulli).
Διδιάστατη ροή εκ δυναμικού. (Ροϊκή συνάρτηση και συνάρτηση δυναμικού. Μιγαδικό δυναμικό, ροϊκές γραμμές. Ολόμορφες συναρτήσεις, θεώρημα Cauchy, αναλυτική συνέχιση, πόλοι, ολόμορφες απεικονίσεις. Εφαρμογές από τη θεωρία ροής υπογείων υδάτων).
Δυναμική ιδανικών αερίων. (Καταστατική εξίσωση, εξίσωση κύματος, ακουστικό κύμα. Συστήματα οιονεί γραμμικών υπερβολικών εξισώσεων, κρουστικά κύματα – θεώρημα Rankine-Hugoniot – ασθενείς λύσεις. Χαρακτηριστικές για δ.ε. ανώτερης τάξης. Αναλλοίωτες Riemann).

Α. ΥΠΟΧΡΕΩΤΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Φυσική Ι (9.4.11.1)
Διανυσματική διατύπωση των φυσικών νόμων. Νόμοι του Νεύτωνα. Δυνάμεις. Κινηματική σε τρεις διαστάσεις. Έργο, κινητική και δυναμική ενέργεια. Διατήρηση της ενέργειας. Διατήρηση της ορμής, κρούσεις. Στροφορμή, διατήρηση της στροφορμής. Συστήματα σωματιδίων (κέντρο μάζας, συλλογική κίνηση). Κίνηση στερεού σώματος. Μηχανική των ρευστών. Κινητική θεωρία των αερίων. Θερμοδυναμική.
Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση.
Διδάσκεται στη Σχολή Πολιτικών Μηχανικών (1ο εξ.).

Φυσική Ι (9.4.21.1)
Διανυσματική διατύπωση των νόμων της Φυσικής. Νόμοι του Νεύτωνα. Εξίσωση κίνησης.
Εφαρμογές. Διατηρητικά πεδία. Διατήρηση της ενέργειας. Μετασχηματισμός του Γαλιλαίου. Σύστημα κέντρου μάζας. Διατήρηση της ορμής. Συστήματα μεταβλητής μάζας. Κρούση. Στροφορμή. Διατήρηση της στροφορμής.
Ταλαντώσεις (απλή αρμονική, με απόσβεση, εξαναγκασμένη). Ταλαντώσεις με περισσότερους του ενός βαθμούς ελευθερίας. Κανονικοί τρόποι ταλάντωσης. Ταλαντώσεις χορδής. Κυματική εξίσωση. Οδεύοντα και στάσιμα κύματα. Αρχή της επαλληλίας. Διακροτήματα. Ομαδική και φασική ταχύτητα. Ηχητικά κύματα.
Στοιχεία ατομικής και πυρηνικής Φυσικής.
Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση.
Διδάσκεται στη Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών (1ο εξ.).

Φυσική ΙΙ (9.4.22.2)
Ηλεκτρομαγνητισμός: Νόμος του Coulomb. Ηλεκτρικό πεδίο. Ηλεκτρική δυναμική ενέργεια. Ηλεκτρικό δυναμικό. Νόμος του Gauss. Αγωγοί. Διηλεκτρικά. Χωρητικότητα. Πυκνωτές. Μαγνητικό πεδίο. Δύναμη Lorentz. Φαινόμενο Hall. Νόμος των Biot – Savart. Μαγνητικό πεδίο ρευματοφόρου αγωγού. Νόμος του Ampere. Μαγνητική επαγωγή. Νόμος του Faraday. Νόμος του Lenz. Ρεύμα μετατόπισης. Εξισώσεις του Maxwell. Ηλεκτρομαγνητικα κύματα.
Γεωμετρική Οπτική: Διάδοση του φωτός. Αρχή του Fermat. Ανάκλαση. Διάθλαση. Πρίσμα. Φακοί. Κυματική Οπτική: Πόλωση. Συμβολή. Περίθλαση. Φασματομετρία.
Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση.
Διδάσκεται στη Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών (2ο εξ.).

Φυσική Ι (Μηχανική) (9.4.31.1)
Διατύπωση των νόμων της Φυσικής, με χρήση εννοιών απειροστικού και διανυσματικού λογισμού. Κινηματική σε μία διάσταση. Κινηματική στο επίπεδο και στο χώρο. Νόμοι του Νεύτωνα. Εξίσωση κίνησης. Ορμή, διατήρηση ορμής. Μετασχηματισμοί του Γαλιλαίου. Αδρανειακά και μη αδρανειακά συστήματα αναφοράς. Έργο, κινητική και δυναμική ενέργεια. Διατηρητικές δυνάμεις. Διατήρηση ενέργειας. Αρχές διατήρησης και συμμετρία. Κρούσεις. Κέντρο μάζας. Δυναμική συστημάτων μεταβλητής μάζας. Στροφορμή. Ροπή δύναμης. Κέντρο βάρους. Διατήρηση της στροφορμής. Δυναμική του στερεού σώματος. Ροπή αδράνειας. Βαρύτητα. Κεντρικές δυνάμεις, κεντρικές κινήσεις, νόμοι του Kepler.
Ταλαντώσεις. Απλός αρμονικός ταλαντωτής. Αποσβεννόμενες και εξαναγκασμένες ταλαντώσεις. Συντονισμός.
Ειδική θεωρία της Σχετικότητας. Αξιώματα Einstein, μετασχηματισμοί του Lorentz. Φωτόνια. Φαινόμενο Doppler. Κρούσεις και εφαρμογές στα στοιχειώδη σωματίδια. Φαινόμενο Compton. Αρχή της Ισοδυναμίας.
Διδάσκεται στη Σχολή Ηλεκτρολόγων (1ο εξ.)

Φυσική ΙΙ (Ηλεκτρομαγνητισμός) (9.4.32.2)
Ηλεκτροστατική. Νόμος του Coulomb. Ηλεκτρικό πεδίο και δυναμικό. Νόμος του Gauss. Διαφορά δυναμικού. Ενέργεια ηλεκτρικού πεδίου. Θεωρήματα των Gauss και Stokes. Εξίσωση του Laplace. Αγωγοί. Ηλεκτρικά ρεύματα, πυκνότητα ρεύματος. Νόμος του Ohm. Μαγνητικό πεδίο. Πεδία κινουμένων φορτίων. Νόμος των Biot-Savart. Νόμος του Ampere. Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή, Νόμος του Faraday. Ενέργεια του μαγνητικού πεδίου. Εξισώσεις του Maxwell. Ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Ηλεκτρικά πεδία στην ύλη: Ηλεκτρικές ροπές, διηλεκτρικά, νόμος Coulomb στην ύλη. Μαγνητικά πεδία στην ύλη: Διαμαγνητικά, παραμαγνητικά υλικά. Μαγνητικές ροπές.
Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση.
Διδάσκεται στη Σχολή Ηλεκτρολόγων (2ο εξ.).

Φυσική ΙΙΙ (Κυματική και Κβαντική Φυσική) (9.4.33.3)
Απλή αρμονική κίνηση. Αποσβενόμενες ταλαντώσεις. Εξαναγκασμένες ταλαντώσεις. Σύνθετη αντίσταση. Συζευγμένες ταλαντώσεις. Συστήματα με πολλούς βαθμούς ελευθερίας. Η κυματική εξίσωση. Εγκάρσια και διαμήκη κύματα. Οδεύοντα και στάσιμα κύματα. Ανάκλαση, διάδοση. Μέθοδοι Fourier. Θεώρημα εύρους ζώνης. Κύματα σε δύο ή τρεις διαστάσεις. Ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Κύματα σε οπτικά συστήματα. Συμβολή και περίθλαση. Πόλωση. Βασικά κβαντικά φαινόμενα και παλιά κβαντική θεωρία, κύματα de Broglie. Κυματομηχανική. Αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg. Εξίσωση του Schrodinger, λύσεις για απλά δυναμικά. Κβαντομηχανικός αρμονικός ταλαντωτής.
Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση.
Διδάσκεται στη Σχολή Ηλεκτρολόγων (3ο εξ.).

Φυσική Ι (9.4.51.2)
Διανυσματική διατύπωση των φυσικών νόμων. Νόμοι του Νεύτωνα. Δυνάμεις: βαρυτικές, ηλεκτρικές, μαγνητικές. Εξίσωση κίνησης. Μελέτη της κίνησης σε 1 και 3 διαστάσεις. Συστήματα αναφοράς. Διατήρηση της ορμής. Κρούσεις. Συστήματα με μεταβλητή μάζα. Έργο. Κινητική ενέργεια. Διατηρητικές δυνάμεις. Δυναμική ενέργεια. Διατήρηση της ενέργειας. Κίνηση συστημάτων σωματιδίων. Ροπή δύναμης. Στροφορμή. Ροπή αδράνειας. Διατήρηση της στροφορμής. Μελέτη της κίνησης του στερεού σώματος.
Ταλαντώσεις. Αρμονικός ταλαντωτής. Αρμονικός ταλαντωτής με απόσβεση. Εξαναγκασμένες ταλαντώσεις. Συζευγμένες ταλαντώσεις δύο και πολλών βαθμών ελευθερίας. Κυματική κίνηση. Κυματική κίνηση σε μηχανικά συστήματα.
Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση.
Διδάσκεται στη Σχολή Χημικών Μηχανικών (1ο εξ.).

Φυσική ΙΙ (9.4.52.3)
Ηλεκτρικό φορτίο. Νόμος του Coulomb. Ηλεκτροστατικό πεδίο. Νόμος του Gauss. Ηλεκτροστατικό δυναμικό. Εξισώσεις Poisson και Laplace. Ηλεκτροστατική ενέργεια. Αγωγοί. Διηλεκτρικά. Πόλωση. Χωρητικότητα, πυκνωτές. Κινούμενα φορτία, ηλεκτρικό ρεύμα, νόμος του Ohm. Μαγνητικό πεδίο. Συμπεριφορά της ύλης στο ηλεκτρικό και το μαγνητικό πεδίο. Δύναμη Lorentz. Νόμοι του Ampere και των Biot-Savart. Επαγωγή, νόμος του Faraday. Μαγνητικές ιδιότητες της ύλης. Ρεύμα μετατόπισης. Εξισώσεις του Maxwell. Ηλεκτρομαγνητικά κύματα: διάδοση, πόλωση, συμβολή περίθλαση.
Γεωμετρική οπτική. Βασικοί νόμοι της οπτικής: ανάκλαση, διάθλαση. Φακός, πρίσμα. Διασπορά, οπτικό φάσμα. Οπτικά όργανα. Φασματοσκόπια, φασματογράφοι.
Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση.
Διδάσκεται στη Σχολή Χημικών Μηχανικών (2ο εξ.).

Φυσική Ι (9.4.61.2)
Κινηματική υλικού σημείου. Στατική. Δυναμική. Έργο, ενέργεια. Θεωρήματα διατήρησης. Δυναμική συστήματος σωμάτων. Στροφική κίνηση. Βαρύτητα. Κεντρικές κινήσεις. Ειδική θεωρία της σχετικότητας. Ελαστικότητα. Ταλαντώσεις. Μηχανικά κύματα. Ήχος. Στοιχεία θερμοδυναμικής: πρώτο και δεύτερο θερμοδυναμικό αξίωμα.
Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση.
Διδάσκεται στη Σχολή Τοπογράφων (2ο εξ.) 4 ώρες/εβδ. θεωρία και 1 ώρα/εβδ εργαστήριο.

Φυσική ΙΙ (9.4.62.3)
Ηλεκτρικό φορτίο. Ηλεκτροστατικό πεδίο. Πυκνωτές. Ηλεκτρικό ρεύμα. Μαγνητικό πεδίο. Μαγνητικά δίπολα. Αλληλεπίδραση ηλεκτρικού ρεύματος με μαγνητικό πεδίο. Επαγωγή, αυτεπαγωγή, εναλλασσόμενα ρεύματα. Ηλεκτρικές ταλαντώσεις. Η ύλη σε ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο. Εξισώσεις του Maxwell. Ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Κυματική: χαρακτηριστικά κυμάτων. Φύση και διάδοση του φωτός. Φωτόνια, ηλεκτρόνια και άτομα. Δομή των ατόμων.
Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση.
Διδάσκεται στη Σχολή Τοπογράφων (3ο εξ.) 4 ώρες/εβδ. θεωρία και 1 ώρα/εβδ εργαστήριο.

Φυσική Ι (Μηχανική) (9.4.71.1)
Διανυσματική διατύπωση των φυσικών νόμων. Νόμοι του Νεύτωνα. Δυνάμεις: βαρυτικές, ηλεκτρικές, μαγνητικές. Εξίσωση κίνησης. Μελέτη της κίνησης σε 1 και 3 διαστάσεις. Συστήματα αναφοράς. Διατήρηση της ορμής. Κρούσεις. Συστήματα με μεταβλητή μάζα. Έργο. Κινητική ενέργεια. Διατηρητικές δυνάμεις. Δυναμική ενέργεια. Διατήρηση της ενέργειας. Κίνηση συστημάτων σωματιδίων. Ροπή δύναμης. Στροφορμή. Ροπή αδράνειας. Διατήρηση της στροφορμής. Μελέτη της κίνησης του στερεού σώματος. Πεδίο βαρύτητας, νόμοι αντιστρόφου τετραγώνου. Ειδική θεωρία της σχετικότητας.
Διδάσκεται στη Σχολή Μεταλλειολόγων (1ο εξ.).

Φυσική ΙΙ (Ηλεκτρομαγνητισμός) (9.4.72.2)
Ηλεκτρικό φορτίο. Νόμος του Coulomb. Ηλεκτροστατικό πεδίο. Νόμος του Gauss. Ηλεκτρικό δυναμικό. Εξισώσεις Poisson και Laplace. Ηλεκτροστατική ενέργεια. Αγωγοί. Διηλεκτρικά. Πόλωση. Χωρητικότητα, πυκνωτές. Κινούμενα φορτία, ηλεκτρικό ρεύμα, νόμος του Ohm. Μαγνητικό πεδίο. Δύναμη Lorentz. Νόμοι του Ampere και των Biot-Savart. Επαγωγή, νόμος του Faraday. Ρεύμα μετατόπισης. Εξισώσεις του Maxwell. Συμπεριφορά της ύλης στο ηλεκτρικό και το μαγνητικό πεδίο.
Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση.
Διδάσκεται στη Σχολή Μεταλλειολόγων (2ο εξ.).

Φυσική Ι (Μηχανική) (9.4.81.1)
Διανυσματική διατύπωση των φυσικών νόμων. Νόμοι του Νεύτωνα. Δυνάμεις: βαρυτικές, ηλεκτρικές, μαγνητικές. Μελέτη της κίνησης σε 1 και 3 διαστάσεις. Συστήματα αναφοράς. Διατήρηση της ορμής. Κρούσεις. Συστήματα με μεταβλητή μάζα. Έργο. Κινητική ενέργεια. Διατηρητικές δυνάμεις. Δυναμική ενέργεια. Διατήρηση της ενέργειας. Κίνηση συστημάτων σωματιδίων. Ροπή δύναμης. Στροφορμή. Ροπή αδράνειας. Διατήρηση της στροφορμής. Στοιχεία δυναμικής του στερεού σώματος. Δυνάμεις αντιστρόφου τετραγώνου. Ταλαντώσεις. Αρμονικός ταλαντωτής. Αρμονικός ταλαντωτής με απόσβεση. Εξαναγκασμένες ταλαντώσεις. Συντονισμός.
Διδάσκεται στη Σχολή Ναυπηγών Μηχανικών (1ο εξ.), 4 ώρες/εβδ.

Φυσική ΙΙ (Ηλεκτρομαγνητισμός) (9.4.82.2)
Ηλεκτρικό φορτίο. Νόμος του Coulomb. Ηλεκτροστατικό πεδίο. Νόμος του Gauss. Ηλεκτρικό δυναμικό. Εξισώσεις Poisson και Laplace. Ηλεκτροστατική ενέργεια. Αγωγοί. Διηλεκτρικά. Πόλωση. Χωρητικότητα, πυκνωτές. Κινούμενα φορτία, ηλεκτρικό ρεύμα, νόμος του Ohm. Πεδία κινούμενων φορτίων. Μαγνητικό πεδίο. Δύναμη Lorentz. Νόμοι του Ampere και των Biot-Savart. Επαγωγή. Νόμος του Faraday. Κυκλώματα εναλλασσόμενων ρευμάτων. Ρεύμα μετατόπισης και εξισώσεις του Maxwell. Ηλεκτρομαγνητικά κύματα.
Διδάσκεται στη Σχολή Ναυπηγών Μηχανικών (2ο εξ.), 4 ώρες/εβδ.

Εργαστηριακή Φυσική (9.4.85.3.1.8)
Θεωρία: Θεωρία και μεθοδολογία πειραματικών μετρήσεων. Θεωρία σφαλμάτων. Ανάλυση και παρουσίαση πειραματικών δεδομένων.
Εργαστηριακές ασκήσεις: 10 εργαστηριακές ασκήσεις, επιλεγμένες από τις ακόλουθες:
Ασκήσεις Μηχανικής: 1. Μέτρηση της επιτάχυνσης της βαρύτητας με τη μέθοδο της πτώσης σωμάτων. 2. Μέτρηση της επιτάχυνσης της βαρύτητας με τη μέθοδο του φυσικού εκκρεμούς. 3. Μέτρηση της σταθεράς της παγκόσμιας έλξης G, με τη μέθοδο του Cavendish. 4. Προσδιορισμός του μέτρου στρέψης υλικού με τη μέθοδο του στροφικού εκκρεμούς. 5. Μέτρηση του συντελεστή εσωτερικής τριβής (ιξώδους) υγρού, με τη μέθοδο της πτώσης μικρών σφαιρών. 6. Προσδιορισμός του συντελεστή αποκατάστασης και του χρόνου κρούσης δύο σφαιρών. 7. Μελέτη των νόμων της κίνησης με χρήση αεροτροχιάς.
Ασκήσεις Ηλεκτρομαγνητισμού: 1. Εξάρτηση της αντίστασης αγωγού από τη θερμοκρασία. 2. Χαρτογράφηση ηλεκτρικού πεδίου. 3. Μελέτη της χωρητικότητας πυκνωτή και μέτρηση της διηλεκτρικής σταθεράς υλικών. 4. Μέτρηση του μαγνητικού πεδίου ενός σωληνοειδούς. 5. Φαινόμενο Hall. 6. Εξαναγκασμένες ηλεκτρικές ταλαντώσεις, συντονισμός.
Ασκήσεις κυματικής, ταλαντώσεων και οπτικής: 1. Φαινόμενα διάθλασης. Ιδιότητες και σφάλματα φακών. 2. Ανάκλαση, διάθλαση και πόλωση φωτός. 3. Οπτική φασματοσκοπία. 4. Συμβολή και περίθλαση φωτός. 5. Μελέτη των κανονικών τρόπων ταλάντωσης με αεροτροχιά. 6. Μικροκύματα Ι.
Άλλες ασκήσεις: 1. Παλμογράφος. 2. Μέτρηση του λόγου των αερίων.
Διδάσκεται στη Σχολή Ναυπηγών Μηχανικών (3ο εξ.), 2 ώρες/εβδ.

Β. ΚΑΤ’ ΕΠΙΛΟΓΗΝ ΥΠΟΧΡΕΩΤΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Φυσική ΙV (Δομή της ύλης) (9.4.34.4)
Κβαντική Μηχανική: Εξίσωση του Schrodinger, κυματοσυνάρτηση, πλάτη πιθανότητας. Μονοδιάστατα δυναμικά. Σκέδαση σε μία διάσταση, δέσμιες καταστάσεις σε μία διάσταση, φαινόμενο σήραγγας. Αρμονικός ταλαντωτής. Το άτομο του υδρογόνου, τροχιακή στροφορμή. Η δομή των ατόμων, απαγορευτική αρχή του Pauli, ο περιοδικός πίνακας των στοιχείων. Μόρια.
Κλασική στατιστική μηχανική: Στατιστικά σύνολα. Κατανομή Maxwell-Boltzmann.
Κβαντική στατιστική μηχανική: Κατανομές Fermi-Dirac και Bose-Einstein.
Φυσική στερεάς κατάστασης: Το μοντέλο των ελεύθερων ηλεκτρονίων. Ενέργεια Fermi. Το κρυσταλλικό πλέγμα. Το θεώρημα του Bloch. Ενεργειακές ζώνες. Μονωτές, ημιαγωγοί, μέταλλα. Επαφές ημιαγώγιμων υλικών.
Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση.
Διδάσκεται στη Σχολή Ηλεκτρολόγων (4ο εξ.).

Ιοντίζουσες Ακτινοβολίες – Εφαρμογές στη Βιολογία και Ιατρική (9.4.37.7)
Θεμελίωση των αρχών της πυρηνικής φυσικής και την φυσικής των ιοντιζουσών ακτινοβολιών. Χαρακτηριστικά των ιοντιζουσών ακτινοβολιών σαν ιδιότητες του ατομικού πυρήνα. Αλληλεπίδραση των ακτινοβολιών με την ύλη. Πυρηνικές αντιδράσεις και παραγωγή ραδιοϊσοτόπων. Οργανολογία ανιχνευτών των τριών βασικών ακτινοβολιών, α, β και γ. Αλληλεπιδράσεις ιοντιζουσών ακτινοβολιών με κύτταρα και ιστούς. Εφαρμογές των ραδιοϊσοτόπων, των ιοντιζουσών ακτινοβολιών και των επιταχυντικών διατάξεων στην βιολογία και την ιατρική επιστήμη. Επίδραση νετρονίων στη βιολογία και τη κλινική ιατρική. Εισαγωγή στην δοσιμετρία και την ακτινοπροστασία.
Διδάσκεται στη Σχολή Ηλεκτρολόγων (7ο εξ.).

Φυσική Στερεάς Κατάστασης (9.4.91.6)
Το μοντέλο των ελεύθερων ηλεκτρονίων στα μέταλλα. Ιδιότητες θερμικής ισορροπίας, ιδιότητες μεταφοράς. Κρυσταλλικές δομές. Ηλεκτρόνια σε τέλειο κρυσταλλικό πλέγμα. Ενεργειακές ζώνες στα στερεά. Θεωρία ημιαγωγών κρυστάλλων. Ταλαντώσεις πλέγματος. Θερμικές ιδιότητες των στερεών.
Διδάσκεται στη Σχολή Ηλεκτρολόγων (6ο εξ.).

Θερμοδυναμική και Στατιστική Φυσική (9.4.92.6)
Θερμοδυναμική. Εισαγωγή Βασικές έννοιες. Ο πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής-Εφαρμογές. Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής. Κύκλος Carnot. Εντροπία. Θερμοδυναμικά δυναμικά. Ο τρίτος νόμος της θερμοδυναμικής.
Στατιστική Μηχανική.
Κλασική Στατιστική Μηχανική. Εισαγωγή. Κλασική περιγραφή φυσικού συστήματος. Στατιστικό σύνολο συστημάτων. Βασικά αξιώματα της Στατιστικής Μηχανικής. Κλασική Στατιστική Θερμοδυναμική.
Κβαντική Στατιστική Μηχανική. Βασικές έννοιες της Κβαντικής μηχανικής για σύστημα ενός σωματιδίου. Στατιστικά σύνολα και μέση τιμή σε στατιστικό σύνολο. Βασικά αξιώματα της Κβαντικής Στατιστικής Μηχανικής. Στατιστική Θερμοδυναμική. Κανονικό στατιστικό σύνολο. Μεγαλοκανονικό στατιστικό σύνολο. Συναρτήσεις κατανομής Fermi-Dirac και Bose-Einstein.
Διδάσκεται στη Σχολή Ηλεκτρολόγων (6ο εξ.).

Οπτοηλεκτρονική (9.4.93.7)
Γεωμετρική, Κυματική και Φυσική Οπτική. Οπτικές ιδιότητες στερεών. Ενεργειακές ζώνες και μηχανισμοί οπτικής απορρόφησης. Οπτικά υλικά. Τοπογραφία επιφάνειας. Ηλεκτρονική μικροσκοπία. Ύλη και ακτινοβολία. Αυθόρμητη εκπομπή. Συντελεστές Einstein, εξαναγκασμένη εκπομπή. Φθορισμός. Αντιστροφή πληθυσμών, λέηζερ. Κοιλότητες λέηζερ. Παράμετροι λειτουργίας λέηζερ. Συνήθεις λέηζερ. Οπτικά όργανα και ανιχνευτές. Θόρυβος ανιχνευτών. Ατμοσφαιρική διέλευση ορατού – υπερύθρου. Εισαγωγή στους κυματοδηγούς και στις οπτικές ίνες. Μη γραμμική οπτική. Μετάδοση πληροφοριών. Οπτική διαμόρφωση. Επεξεργασία εικόνας. Φωτονική λογική. Οπτικές επικοινωνίες. Ενίσχυση εικόνας. Θερμική απεικόνιση – θερμογραφία. Ενισχυτές εικόνας. Συσκευές Ι2 (image intensifiers). Οπτικά ολοκληρωμένα κυκλώματα. Συστήματα μετάδοσης χαρακτήρων και αντίστοιχες διατάξεις (αναγνώριση – απεικόνιση -αποθήκευση – ολογραφία – έλεγχος κατεύθυνσης οπτικής δέσμης κ.λ.π.). Οπτική δισταθμία.
Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση.
Διδάσκεται στη Σχολή Ηλεκτρολόγων (7ο εξ.).

Κβαντική Φυσική (9.4.94.7)
Τα πρώτα κβαντικά φαινόμενα και η σχέση της κλασικής με την κβαντική μηχανική. Μαθηματικές έννοιες (στοιχεία θεωρίας τελεστών σε χώρους Hilbert, συμβολισμός Dirac). Βασικές αρχές της κβαντικής μηχανικής. Εξίσωση του Schrοdinger. Σχέσεις αβεβαιότητας του Heisenberg. Σωματίδιο σε μονοδιάστατο χώρο: κίνηση κυματοδέσμης, ελεύθερο σωματίδιο, πηγάδι δυναμικού, αρμονικός ταλαντωτής, σκέδαση. Σωματίδιο σε τριδιάστατο χώρο: κεντρικά δυναμικά, τροχιακή στροφορμή, άλγεβρα στροφορμής, δυναμικό Coulomb (άτομο υδρογόνου). Θεωρία διαταραχών, φαινόμενο Zeeman, υπέρλεπτη υφή. Συστήματα πολλών σωματιδίων, αρχή του Pauli, σχέση σπιν και στατιστικής. Περιοδικό σύστημα των στοιχείων. Μόρια και μοριακοί δεσμοί, προσέγγιση των Born-Oppenheimer, μοριακά φάσματα.
Διδάσκεται στη Σχολή Ηλεκτρολόγων (7ο εξ.).

Ατομική, Μοριακή και Πυρηνική Φυσική (9.4.95.7)
Εισαγωγή στην Ατομική και Πυρηνική Φυσική. Βασικά φαινόμενα και πειράματα περιγραφής της δομής και των χαρακτηριστικών του ατόμου και του πυρήνα. Σύγχρονες πειραματικές διατάξεις, επιταχυντές, ανιχνευτές. Φυσική ραδιενέργεια. Κοσμική ακτινοβολία. Φυσική των νετρονίων.
Εργαστηριακές ασκήσεις κβαντικών φαινομένων, Ατομικής και Πυρηνικής Φυσικής στο Ε.Κ.Ε.Φ.Ε. Δημόκριτος.
Διδάσκεται στη Σχολή Ηλεκτρολόγων (7ο εξ.).

Ειδικά Κεφάλαια Φυσικής Στερεάς Κατάστασης (9.4.96.8)
Διηλεκτρικές και οπτικές ιδιότητες.
Στατικά πεδία. Βασικές σχέσεις μακροσκοπικής θεωρίας. Τοπικό ηλεκτρικό πεδίο. Πολωσιμότητα. Πηγές πολωσιμότητας. Διηλεκτρικά σταθερά των στερεών.
Εναλλασσόμενα πεδία. Μακροσκοπική θεωρία. Κλασσική θεωρία οπτικής απορρόφησης. Κβαντική θεωρία πολωσιμότητας. Πολαριτόνιο. Πιεζοηλεκτρισμός. Σιδηροηλεκτρισμός (ταξινόμηση, μοντέλα, μεταπτώσεις, θεωρία Landau, εντροπία και τάξη μετάπτωσης φάσης, σιδηροηλεκτρικές περιοχές, αντισιδηροηλεκτρική συμπεριφορά, εφαρμογές).
Μαγνητικές ιδιότητες της ύλης.
Διαμαγνητισμός και Παραμαγνητισμός. Μακροσκοπική θεωρία. Διαμαγνητισμός. Μόνιμη μαγνητική ροπή ατόμου. Κλασσική και κβαντική θεωρία του παραμαγνητισμού. Μαγνητική επιδεκτικότητα των ατόμων. Μαγνητισμός στα μέταλλα (διαμαγνητισμός Landau, παραμαγνητισμός Pauli). Μαγνητική ψύξη.
Σιδηρομαγνητισμός, Αντισιδηρομαγνητισμός και Σιδηριμαγνητισμός. Φαινόμενα συλλογικής μαγνητικής διάταξης. Θεωρία Weiss. Θεωρία του Heisenberg περί σιδηρομαγνητισμού. Κύματα σπιν. Μαγνόνια. Σιδηρομαγνητισμός – αντισιδηρομαγνητισμός. Σιδηρομαγνητικές περιοχές.
Φαινόμενα Μαγνητικού Συντονισμού. Ηλεκτρονικός μαγνητικός συντονισμός. Μηχανισμοί εφησύχασης. Εξισώσεις Bloch. Λύση των εξισώσεων Bloch για την κατάσταση. Πυρηνικός μαγνητικός συντονισμός.
Υπεραγωγιμότητα.
Κλασικοί υπεραγωγοί. Ιστορική αναδρομή. Ηλεκτρικές ιδιότητες. Μαγνητικές ιδιότητες. Εξισώσεις των F. και H. London. Θερμοδυναμικές σχέσεις. Κρίσιμα ρεύματα. Μικροσκοπική θεωρία. Μέτρηση του ενεργειακού χάσματος. Κβάντωση της μαγνητικής ροής. Φαινόμενο Josephson. Υπεραγωγοί τύπου II. Υπεραγωγοί υψηλών θερμοκρασιών. Ιστορικό αναζήτησης υπεραγωγών υψηλής θερμοκρασίας μετάβασης. Χαρακτηριστικές ιδιότητες των νέων υπεραγωγών και διαφορές από τους κλασσικούς υπεραγωγούς. Τρόποι παρασκευής των. Δομή των νέων υπεραγωγών. Θεωρίες των νέων υπεραγωγών. Εφαρμογές τους.
Χαμηλοδιάστατα συστήματα. Το αέριο ηλεκτρονίων σε δύο διαστάσεις. Κβαντικό φαινόμενο Hall. Διατάξεις συντονισμένου φαινομένου σήραγγος.
Διδάσκεται στη Σχολή Ηλεκτρολόγων (8ο εξ.).

Λέηζερ και ηλεκτρο-οπτικά συστήματα (9.4.97.8)
Ύλη και ακτινοβολία. Τεχνολογία υπεριώδους και υπερύθρου. Αυθόρμητη και εξαναγκασμένη εκπομπή. Συντελεστές Einstein. Διεύρυνση φασματικών γραμμών (Lorentz, Doppler, Voigt). Είδη άντλησης και αντλητικές διεργασίες. Αντιστροφή πληθυσμών. λέηζερ 3 και 4 επιπέδων. Οπτικά αντηχεία. Ρυθμοί λέηζερ. Οπτικός συντονισμός. Εγκλείδωση ρυθμών λέηζερ. Ιδιότητες και εστίαση δεσμών λέηζερ. Συστήματα λέηζερ και λέηζερ μεγάλης ισχύος (λέηζερ στερεού, αερίων, υγρών διαλυμάτων). Μετασχηματισμός δεσμών λέηζερ. Μη γραμμικά φαινόμενα οπτικής. Οπτική διαμόρφωση, οπτικές επικοινωνίες. Εφαρμογές των λέηζερ στη Φυσική, Χημεία, Βιολογία, Ιατρική, Βιομηχανία, Περιβάλλον, Γεωδαισία. Οπτικοί υπολογιστές. Τηλεμετρία. Ανεμομετρία. Θερμοπυρηνική σύντηξη και ενέργεια. Διάδοση δεσμών λέηζερ στην ατμόσφαιρα.
Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση και επισκέψεις σε εργαστήρια και φορείς εκτός ΕΜΠ.
Διδάσκεται στη Σχολή Ηλεκτρολόγων (8ο εξ.).

Φυσική των διηλεκτρικών υλικών (9.4.98.9)
Εμπειρική περιγραφή των διηλεκτρικών ιδιοτήτων. Θεωρίες για τη στατική διηλεκτρική σταθερά. Μακροσκοπική θεωρία της διηλεκτρικής αποκατάστασης. Μοριακές θεωρίες και πρότυπα της διηλεκτρικής αποκατάστασης. Ισοδύναμα κυκλώματα. Πειραματικές μέθοδοι μελέτης διηλεκτρικών ιδιοτήτων. Εμπειρικές μέθοδοι επεξεργασίας διηλεκτρικών μετρήσεων. Σχέσεις δομής – διηλεκτρικών ιδιοτήτων υλικών. Μη ενεργά διηλεκτρικά υλικά. Διηλεκτρικά υλικά μικροηλεκτρονικής. Ενεργά διηλεκτρικά υλικά (σιδηροηλεκτρικά, πιεζοηλεκτρικά, πυροηλεκτρικά, ηλεκτρίτες, ηλεκτροοπτικά υλικά).
Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση.
Εργαστηριακές ασκήσεις: Μετρήσεις με αναλυτές σύνθετης αντίστασης. Ισόθερμη φόρτιση και εκφόρτιση (φασματοσκοπία στην περιοχή χρόνου). Διατάξεις μετρήσεων στην περιοχή Hz και kHz. Διηλεκτρικές μετρήσεις με κυκλώματα συντονισμού. Διατάξεις θερμορευμάτων πόλωσης και αποπόλωσης.
Διδάσκεται στη Σχολή Ηλεκτρολόγων (9ο εξ.).

Τεχνολογία και εφαρμογές των λέηζερ (9.4.99.9)
Εξαναγκασμένη εκπομπή. Λέηζερ. Λέηζερ υψηλής ισχύος. Συστήματα λέηζερ. Μη γραμμική οπτική. Οπτική διαμόρφωση. Διαμόρφωση δέσμης λέηζερ. Οπτικές επικοινωνίες. Επεξεργασία οπτικών πληροφοριών. Μετρήσεις με λέηζερ. Ενεργειακό. Συστήματα οπτικών επικοινωνιών με ή χωρίς οπτικές ίνες – Οπτικά ολοκληρωμένα κυκλώματα. Εφαρμογές των λέηζερ σε Φυσική, Χημεία, Βιολογία, Ιατρική. Άλλες εφαρμογές των λέηζερ.
Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση και επισκέψεις σε εργαστήρια και φορείς εκτός ΕΜΠ.
Διδάσκεται στη Σχολή Ηλεκτρολόγων (9ο εξ.).

Φυσική για Αρχιτέκτονες (9.4.41.3)
Γενικοί νόμοι της Φυσικής. Πεδία. Δομή της ύλης και συμμετρία. Μακροσκοπικές και μικροσκοπικές ιδιότητες των στερεών, εφαρμογές στις τεχνολογίες αιχμής.
Περιοδικά φαινόμενα. Ταλαντώσεις, κύματα, συντονισμός. ‘Ηχος. Είδη και διάδοση ηχητικών κυμάτων, υπέρηχοι, υπόηχοι, κρουστικά ηχητικά κύματα. Φαινόμενο Doppler. Ακουστική. Υποκειμενικά χαρακτηριστικά, θόρυβος, ακουστική χώρων, μετήχηση, απορρόφηση ήχου.
Ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Ακτινοβολία. Θερμική ακτινοβολία, θερμογραφία, φαινόμενο θερμοκηπίου. Θερμομετρία, υγρασία, μετάδοση θερμότητας.
Κβαντική θεωρία, κβάντωση, φθορισμός, φωσφορισμός, αρχές λειτουργίας του λέηζερ. Γεωμετρική, κυματική οπτική, ολογραφία. Όραση, χρώματα.
Ενεργειακά και περιβαλλοντικά προβλήματα. Γεωφυσική, ηλιακή, πυρηνική ενέργεια, καθαρή ενέργεια, περιβάλλον, προοπτικές.
Το μάθημα περιλαμβάνει επίσης ασκήσεις, επιδείξεις και επισκέψεις εργαστηρίων.
Διδάσκεται στη Σχολή Αρχιτεκτόνων (1ο εξ.).

Στατιστική Φυσική (9.4.53.4)
Συστήματα με πολλούς βαθμούς ελευθερίας. Στατιστικό αίτημα. Αριθμός προσιτών καταστάσεων. Εντροπία. Θερμοκρασία. Πρώτο και δεύτερο θερμοδυναμικό αξίωμα. Γενικές αλληλεπιδράσεις. Κατανομή Boltzmann. Ιδανικά αέρια. Θεώρημα ισοκατανομής. Κατανομές Fermi-Dirac και Bose-Einstein.
Διδάσκεται στη Σχολή Χημικών (4ο εξ.).

Εφαρμοσμένη Οπτική (9.4.63.4)
Γεωμετρική οπτική (ανάκλαση, διάθλαση, φακοί, κάτοπτρα, πρίσματα). Οπτικά όργανα (μάτι, φωτογραφική μηχανή, τηλεσκόπια, διακριτική ικανότητα οπτικών οργάνων). Πηγές φωτός και ανιχνευτές οπτικής ακτινοβολίας (ραδιομετρία και φωτομετρία, μέλαν σώμα, φωτοδίοδοι εκπομπής, ανιχνευτές). Κυματική οπτική (υπέρθεση, συμβολή, περίθλαση, συμφωνία κυμάτων). Συμβολομετρία, συμβολομετρικές τεχνικές. Ολογραφία και οπτική Fourier. Λέηζερ (αρχές λειτουργίας, αντιπροσωπευτικά είδη λέηζερ). Ηλεκτρομαγνητικά φαινόμενα και φαινόμενα πόλωσης. Οπτικοί κυματοδηγοί, μετρήσεις οπτικών ινών, μετάδοση πληροφοριών με οπτικές ίνες, οπτικές επικοινωνίες. Ολοκληρωμένα οπτικά, οπτικές μνήμες, οπτικά τρανζίστορ, οπτικοί υπολογιστές. Ατμοσφαιρική οπτική, ανίχνευση ρυπαντών στην ατμόσφαιρα, LIDAR. Υπέρυθρη φωτογραφία, απεικόνιση, παρατήρηση. Ανιχνευτές εικόνας Ι2, απεικόνιση και παρατήρηση με συσκευές Ι2. Θερμική απεικόνιση, θερμική παρατήρηση. Τηλεμετρία λέηζερ (διαμορφωμένης δέσμης IDM, ηχούς παλμών, συμβολομετρική). Παρουσίαση πληροφορίας με οπτικές μεθόδους (καθοδικοί σωλήνες, οθόνες, τηλεόραση, διατάξεις εικονοληψίας κ.λ.π.). Δορυφορικές επικοινωνίες, μέτρηση υπεριώδους ηλιακής ακτινοβολίας, υδρογραφικές εφαρμογές LIDAR, παρακολούθηση κλιματικών μεταβολών κ.λ.π.
Το μάθημα περιλαμβάνει εργαστηριακή εξάσκηση.
Διδάσκεται στη Σχολή Αγρονόμων – Τοπογράφων (4ο εξ.) 4 ώρες/εβδ.

Φυσική ΙΙΙ (Κυματική) (9.4.84.3)
Απλή αρμονική κίνηση. Αποσβεννόμενες ταλαντώσεις. Εξαναγκασμένες ταλαντώσεις. Συζευγμένες ταλαντώσεις. Ταλαντώσεις συστημάτων με ένα, δύο ή Ν βαθμούς ελευθερίας. Η κυματική εξίσωση. Εγκάρσια και διαμήκη κύματα (ακουστικά κύματα σε αέρια, εγκάρσια κύματα σε χορδή, διαμήκη κύματα σε στερεά, υδάτινα κύματα). Οδεύοντα και στάσιμα κύματα. Μέθοδοι Fourier. Διάδοση κυμάτων. Ανάκλαση, διάθλαση, πόλωση, συμβολή και περίθλαση. Εφαρμογές σε μηχανικά συστήματα. Ήχος. Ακουστική. Νόμοι της οπτικής. Οπτικά όργανα. Λέηζερ. Μετρήσεις με οπτικά όργανα.
Διδάσκεται στη Σχολή Ναυπηγών Μηχανικών (3ο εξ.), 3 ώρες/εβδ.