ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΤΟΜΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ · Εκτίμηση του σφάλματος μιας μεμονωμένης μέτρησης. Μετάδοση σφαλμάτων. Ελάχιστα τετράγωνα με σφάλματα. · Μη ελαστική σκέδαση ηλεκτρονίων (πείραμα Frank - Hertz). · Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο (μέτρηση της σταθεράς του Planck, h). · Κυματική φύση των ηλεκτρονίων (περίθλαση ηλεκτρονίων). · Δέσμη ηλεκτρονίων σε μαγνητικό πεδίο και μέτρηση του λόγου e/m. · Θερμιονική εκπομπή (νόμος του Richardson). · Μελέτη των ενεργειακών σταθμών του ατόμου του Νa, εύρεση της ενέργειας των σημαντικότερων κβαντικών μεταπτώσεων μεταξύ διεγερμένων ενεργειακών σταθμών του ατόμου και μελέτη της λεπτής υφής τους

Οι φοιτητές αναπτύσσουν δεξιότητες σχεδίασης και υλοποίησης ενός μαθήματος και αξιολόγησης της διδασκαλίας της Φυσικής 

Σκοπός του μαθήματος είναι οι φοιτητές να αναπτύξουν δεξιότητες σχεδίασης, υλοποίησης ενός μαθήματος και αξιολόγησης της διδασκαλίας της Φυσικής. Οι φοιτητές επιλέγουν ένα θέμα Φυσικής, το οποίο αναλύουν & παρουσιάζουν στους συμφοιτητές τους, και αυτό- & έτερο-αξιολογούνται. Ακολουθεί συζήτηση: • για την επιλογή των μέσων και των μεθόδων για την υποστήριξη της διδασκαλίας • για θέματα σχεδιασμού και παρουσίασης εποπτικού υλικού και πειραμάτων • για τη σχεδίαση και υλοποίηση εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων • για τη σχεδίαση και υλοποίηση σχεδίου μαθήματος 

• Eισαγωγή στις μετρήσεις των επιδόσεων ηλεκτρονικών κυκλωμάτων.
• Κυκλώματα Διόδων.
• Διακοπτικά κυκλώματα με Διπολικά Transistors Επαφής (BJT).
• Ενισχυτές με Διπολικά Transistors Επαφής (BJT).
• Γραμμικά κυκλώματα με τελεστικούς ενισχυτές (Ενισχυτές, Ενεργά Φίλτρα)
• Mη-γραμμικά κυκλώματα με τελεστικούς ενισχυτές (Συγκριτές, Γεννήτριες Παλμών) 

Κυκλώματα τροφοδοσίας (ανόρθωση τάσης και σταθεροποίηση με κυκλώματα διόδων Ζener και διπολικών τρανζίστορ). Κυκλώματα με Τελεστικούς Ενισχυτές (ενισχυτές, ολοκληρωτές, συγκριτές) - Ταλαντωτές - Ενισχυτής Ισχύος (push-pull) - Γεννήτριες κυματομορφών με Τελεστικούς Ενισχυτές - Ακολουθιακά και Συνδυαστικά ψηφιακά κυκλώματα.

Οι φοιτητές ασκούνται στις μεθόδους ανίχνευσης ακτινοβολίας που εκπέμπουν οι πυρήνες, μελετούν χαρακτηριστικά των ανιχνευτών ακτινοβολίας όπως η απόδοση και ο νεκρός χρόνος, απαριθμούν ένα-ένα τα σωματίδια που εκπέμπουν οι πυρήνες και μετράνε την ενέργειά τους, βλέπουν πώς η ακτινοβολία αυτή αλληλεπιδρά με την ύλη και πόσο αργά ή γρήγορα απορροφάται σ’ αυτήν. Συνδυάζουν όλα αυτά για να μετρήσουν φυσικές ποσότητες, όπως ο μέσος χρόνος ζωής κάποιου πυρήνα και η μέτρηση της ροής νετρονίων σ’ έναν πυρηνικό αντιδραστήρα. Πιο συγκεκριμένα: Αρχή λειτουργίας και χαρακτηριστικά του απαριθμητή Geiger - Müller. Αρχή λειτουργίας και χαρακτηριστικά του απαριθμητή σπινθηρισμών Nal(TI). Φασματοσκοπία ακτίνων γάμμα με απαριθμητή σπινθηρισμών. Μελέτη του νόμου των ραδιενεργών διασπάσεων. Σφάλματα στις πυρηνικές μετρήσεις. Μελέτη της απορρόφησης των ακτίνων γάμμα.

Αρχή λειτουργίας και χαρακτηριστικά του απαριθμητή Geiger - Müller. Αρχή λειτουργίας και χαρακτηριστικά του απαριθμητή σπινθηρισμών Nal(TI). Φασματοσκοπία ακτινών γάμμα με απαριθμητή σπινθηρισμών. Μελέτη του νόμου των ραδιενεργών διασπάσεων. Σφάλματα στις πυρηνικές μετρήσεις. Μελέτη της απορρόφησης των ακτινών γάμμα.

Εργαστηριακό μάθημα επιλογής με ασκήσεις οι οποίες χρησιμοποιούν όργανα και μεθοδολογία της πειραματικής πυρηνικής και σωματιδιακής φυσικής (Σύστημα σκανδαλισμού και λήψης δεδομένων, Χρονική φασματοσκοπία, Μελέτη ανιχνευτή ολίσθησης αερίου γεμίσματος, Φασματοσκοπία ακτινοβολίας γάμμα, Ανάλυση δεδομένων του πειράματος ATLAS και μέτρηση της μάζας το μποζονίου Ζ, Μέτρηση της κατανομής της ροής νετρονίων σε υποκρίσιμο πυρηνικό αντιδραστήρα, Μέτρηση μιονίων της κοσμικής ακτινοβολίας).

1η Άσκηση: Εισαγωγή στον προσομοιωτή VisSim - Σύνθεση και Ανάλυση Κυματομορφών - Υπέρθεση Σημάτων

2η Άσκηση: Αναλογική Διαμόρφωση Πλάτους (Διαμόρφωση Διπλής Πλευρικής Ζώνης)

3η Άσκηση: Διαμόρφωση Πλάτους, Διαμόρφωση DSB-AM-SC, Διαμόρφωση SSB-AM

4η Άσκηση: Διαμόρφωση Γωνίας (φάσης, συχνότητας), Πολυπλεξία Σημάτων

5η Άσκηση: Επίδραση Θορύβου στις Αναλογικές Επικοινωνίες

6η Άσκηση: Εντολές Ελέγχου Δικτύων

7η Άσκηση: Δομή του Διαδικτύου

8η Άσκηση: Ανάλυση μονάδων δεδομένων πρωτοκόλλων (Protocol Data Units - PDUs) του 2ου και 3ου επιπέδου της στοίβας TCP/IP

9η Άσκηση: Ανάλυση μονάδων δεδομένων πρωτοκόλλων (Protocol Data Units - PDUs) των ανωτέρων επιπέδων της στοίβας TCP/IP

10η Άσκηση: Μελέτη των επιδόσεων ενός οικιακού δικτύου

11η Άσκηση: Προσομοίωση λειτουργίας ad-hoc ασύρματων τοπικών δικτύων

12η Άσκηση: Προσομοίωση λειτουργίας ασύρματων τοπικών δικτύων υποδομής

13η Άσκηση: Εισαγωγή στη γλώσσα σήμανσης HTML

Στο μάθημα θα χρησιμοποιηθεί λογισμικό ανοικτού κώδικα και δωρεάν λογισμικό που διατίθεται για ακαδημαϊκή χρήση.

Αποτελεί εργαστηριακό μάθημα ειδικής επιλογής και περιλαμβάνει τις εξής εργαστηριακές ασκήσεις: (1) Αντίστροφος χώρος και ζώνη Brillouin, (2) Ηλεκτρονική Μικροσκοπία, (3) Μελέτη επιφανειών και επιφανειακών ατελειών -AFM, (4) Ι-V χαρακτηριστικές p-n ανορθωτικών επαφών, (5) Μέτρηση αγωγιμότητας, φαινόμενο Hall, (6) Ηλεκτρονική δομή στερεών, (7) Απορρόφηση και ανακλαστικότητα στο ορατό, (8) Δονητικές ιδιότητες της ύλης: φασματοσκοπία Raman, (9) Δονητικές ιδιότητες της ύλης: φασματοσκοπία FTIR, (10) Μαγνητικός βρόχος υστέρησης. 

Πράξεις Διανυσμάτων – Ανισότητα Cauchy-Schwarz, Διανυσματικός χώρος, Γραμμική ανεξαρτησία και Βάση.

Γραμμικοί Μετασχηματισμοί - Πολικές, κυλινδρικές και σφαιρικές συντεταγμένες.

Εξισώσεις ευθείας – επιπέδου, Κωνικές τομές (περιληπτικά).

Πίνακες – Πράξεις πινάκων, Ορίζουσες – Ιδιότητες οριζουσών.

Γραμμικά Συστήματα.

Ιδιοτιμές, Ιδιοδιανύσματα και διαγωνιοποίηση.

Ευκλείδειοι και μοναδιαίοι χώροι

Το μάθημα περιλαμβάνει Διαφορικές εξισώσεις, συνήθεις και με μερικές παραγώγους

Ακουστική: ηχητικά κύματα, ταλαντούμενα συστήματα, στάθμες - Διάδοση του ήχου: ακτινοβολία, απορρόφηση, φιλτράρισμα -Ψυχοακουστική - Φυσιολογία του αυτιού, ακοή και αίσθηση των ήχων - Ηχορύπανση και ανάλυση του θορύβου - Ακουστική χώρων - Ηλεκτροακουστικοί μετατροπείς - Μικρόφωνα – Μεγάφωνα - Ηχεία και Δικτυώματα διαχωρισμού συχνοτήτων

Εξισώσεις του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου: Περιγράφονται στο πεδίο του χρόνου, σε διαφορική, και ολοκληρωτική μορφή οι εξισώσεις του Μaxwell και η εξίσωση συνέχειας του ηλεκτρικού φορτίου. Δίνεται έμφαση σε δυναμικά φαινόμενα που εξηγούν και περιγράφουν η τρίτη και τέταρτη εξίσωση του Maxwell (ηλεκτρομαγνητική επαγωγή και ρεύμα μετατόπισης). Ορίζονται το αριθμητικό και το διανυσματικό δυναμικό και αναλύονται οι συνθήκες βαθμίδας. Υπολογίζεται η ενέργεια κατανομής φορτίων και ρευμάτων, η ενέργεια του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, το διάνυσμα Poynting και διατυπώνεται η εξίσωση διατήρησης της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας. Επίλυση των εξισώσεων του Μaxwell στο πεδίο των συχνοτήτων και του χρόνου– Διάδοση ηλεκτρομαγνητικού πεδίου: Υπολογίζεται η λύση των εξισώσεων του Μaxwell στο πεδίο των συχνοτήτων και του χρόνου: (α) επίπεδα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, (β) Ηλεκτρομαγνητικές ιδιότητες της ύλης, (γ) Διάδοση του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου στην ύλη και στο κενό, (δ) Συνοριακές συνθήκες, (ε) Ηλεκτρομαγνητικό πεδίο χρονικά μεταβαλλόμενων φορτίων και ρευμάτων Ηλεκτρομαγνητικά πεδία κινουμένων φορτίων: Υπολογίζεται η γενικευμένη λύση των εξισώσεων του Μaxwell που αφορά στα επιβραδυμένα δυναμικά. Η λύση εφαρμόζεται στην περίπτωση επιταχυνόμενου ή μη σημειακού φορτίου (δυναμικά Lienard-Wiechert). Περιγράφεται η εκπομπή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Έμφαση δίνεται στην πεπερασμένη ταχύτητα διάδοσης της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης. Ηλεκτρομαγνητικό πεδίο στη θεωρία σχετικότητας: Αναφέρονται το αξίωμα διατήρησης του ηλεκτρικού φορτίου, το αναλλοίωτο της μορφής των εξισώσεων του Μaxwell και της κυματικής λύσης αυτών, οι μετασχηματισμοί της πυκνότητας φορτίου και ρεύματος, του αριθμητικού και διανυσματικού δυναμικού, των πεδίων κ.λ.π. Έμφαση δίνεται στη ενοποιημένη εικόνα της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης.

Το μάθημα παρουσιάζει τη μεθοδολογία σχεδίασης αναλογικών ηλεκτρονικών κυκλωμάτων. Για το σκοπό αυτό αναλύονται όλα τα βήματα σχεδίασης ενισχυτών πολλών βαθμίδων και τίθεται ως παράδειγμα μελέτης η σχεδίαση ενός πλήρους κυκλώματος τελεστικού ενισχυτή. Επίσης αναλύεται η λειτουργία χαρακτηριστικών κυκλωμάτων για διάφορες εφαρμογές που βασίζονται σε τελεστικούς ενισχυτές: Ενισχυτές, Ολοκληρωτές, Φίλτρα, Συγκριτές, Πολυδονητές, κ.α.

Bασικές αρχές λειτουργίας, χρονική και συχνοτική απόκριση των ηλεκτρικών/ηλεκτρονικών  κυκλωμάτων. Eισαγωγή στους ημιαγωγούς. Δίοδοι: δομή και χαρακτηριστικά λειτουργίας, δίοδοι zener, κυκλώματα με διόδους. Διπολικά Τρανζίστορ επαφής (BJT): χαρακτηριστικά, σχεδίαση και ανάλυση λειτουργίας κυκλωμάτων με BJTs, ενισχυτές. Τρανζίστορ επίδρασης πεδίου (FET): τύποι FETs, χαρακτηριστικά, σχεδίαση και ανάλυση λειτουργίας κυκλωμάτων με FETs, ενισχυτές. Τελεστικοί Ενισχυτές (Op-Amps): χαρακτηριστικά, σχεδίαση και ανάλυση λειτουργίας κυκλωμάτων με Τελεστικούς Ενισχυτές. 

Φασματική Ανάλυση, Συστήματα διαμόρφωσης πλάτους (DSB-SC, AM, VSB, SSB), Συστήματα διαμόρφωσης γωνίας (Διαμορφώσεις φάσης και συχνότητας, NBFM, WBFM), Μετατροπή Αναλογικού Σήματος σε Ψηφιακό (Δειγματοληψία, PAM, Κβαντισμός, PCM), Τεχνικές Ψηφιακής Διαμόρφωσης (BPSK, QPSK, BFSK, MSK).