Χωρικές και χρονικές κλίμακες ατμοσφαιρικών διεργασιών. Μηχανισμοί εκπομπής και απομάκρυνσης ατμοσφαιρικών συστατικών. Χρόνος παραμονής. · Παγκόσμιοι κύκλοι συστατικών της ατμόσφαιρας που περιέχουν θείο, άζωτο, αλογόνα και άνθρακα. · Εισαγωγή στο στρώμα του όζοντος. Μηχανισμοί παραγωγής και καταστροφής του όζοντος. Δυναμική του στρώματος όζοντος. · Η αραίωση του στρώματος του όζοντος. Περιοδικές μεταβολές. Μακροχρόνιες τάσεις · Παγκόσμιες μεταβολές της ατμοσφαιρικής διαφάνειας από τα αιωρούμενα σωματίδια.. Κατανομή μεγέθους των σωματιδίων. Ταξινόμηση των σωματιδίων. · Οπτικές ιδιότητες των αιωρούμενων σωματιδίων. Συνάρτηση φάσης. Επίδραση των σωματιδίων στην ανακλαστικότητα της Γης. · Εκπομπή ακτινοβολίας από τον ήλιο. Η ηλιακή ακτινοβολία στο όριο της ατμόσφαιρας (φασματικά χαρακτηριστικά και χρονικές μεταβολές). · Παράγοντες που επηρεάζουν την ηλιακή ακτινοβολία κατά τη διέλευσή της μέσα από την ατμόσφαιρα. Χωρικές και χρονικές μεταβολές της ακτινοβολίας που φθάνει στο έδαφος.. · Χημικές και φωτοχημικές διεργασίες στην ατμόσφαιρα. Ρυθμός φωτόλυσης ατμοσφαιρικών μορίων (τρόποι υπολογισμού και μετρήσεις). Βιολογικές επιπτώσεις της υπεριώδους ηλιακής ακτινοβολίας (υπολογισμός της προσλαμβανόμενης δόσης, τρόποι μέτρησης). · Εκπομπή και διάδοση της γήινης ακτινοβολίας στην ατμόσφαιρα. Υπολογισμός της απορροφούμενης και διερχόμενης ροής της ακτινοβολίας. · Κλιματική αλλαγή. Ενεργειακό ισοζύγιο ακτινοβολίας της Γης. Φυσικό και ανθρωπογενές φαινόμενο του θερμοκηπίου. · Μεταβολή ροής της ακτινοβολίας και κλιματικός εξαναγκασμός. Ανθρωπογενείς μεταβολές ατμοσφαιρικών συστατικών ενεργών ως προς την ακτινοβολία και επιδράσεις στη ροή ακτινοβολίας. · Ηλιακή δραστηριότητα και επιδράσεις στην ατμόσφαιρα και το κλίμα της Γής. 

Μελέτη προβλημάτων της κβαντομηχανικής με τη χρήση της Mathematica.: Μονοδιάστατα δυναμικά: ορθογώνιο πηγάδι δυναμικού, πρότυπο της αμμωνίας, πρότυπο Kronig - Penney. Μονοδιάστατος αρμονικός ταλαντωτής. Σκέδαση σε μία διάσταση, ορθογώνιο φράγμα δυναμικού, φαινόμενο σήραγγας. Στροφορμή, άλγεβρα τελεστών στροφορμής. Άτομα σε μαγνητικό πεδίο, φαινόμενο Zeeman. Σύζευξη σπιν-τροχιάς, λεπτή υφή.

Δομή του ηλεκτρονικού υπολογιστή (CPU, ALU, καταχωρητές, είδη μνήμης, διευθύνσεις και διευθυνσιοδότηση, στοιχεία δυαδικού και δεκαεξαδικού συστήματος). Ανάλυση προβλήματος, διαγράμματα ροής, ψευδοκώδικας δευτεροβάθμια εξίσωση, ταξινόμηση αριθμών, τυχερά παίγνια - μέθοδος Monte Carlo, εύρεση ριζών με τη μέθοδο της διχοτόμησης). Πηγαίος κώδικας, μεταγλώττιση και σύνδεση, εκτελέσιμα προγράμματα, μεταβλητές και τύποι μεταβλητών, αλφαριθμητικές και λογικές εκφράσεις (τελεστές). Έλεγχος ροής προγράμματος (διακλάδωση υπό συνθήκη, βρόχοι επανάληψης). Συναρτήσεις μαθηματικές και διαχείρισης αλφαριθμητικών. Συναρτήσεις (κλήση με αντιγραφή/αναφορά, προεπιλεγμένες μεταβλητές, αναδρομική κλήση). Εμβέλεια μεταβλητών (τοπικές/καθολικές). Είσοδος/έξοδος σε αρχεία. Συλλογές δεδομένων (πίνακες, δομές), δείκτες και δυναμική διαχείριση της μνήμης. Παραδείγματα από την υπολογιστική φυσική.

Μελέτη του μικροκόσμου των πυρήνων και των υποπυρηνικών σωματιδίων. Συγκρότηση των πυρήνων. Πρωτόνια και νετρόνια. Διαστάσεις πυρήνων. Μάζες πυρήνων και ενέργεια συνδέσεως. Πυρηνικό δυναμικό και πρότυπο φλοιών. Ραδιενέργεια. Πυρηνικές διασπάσεις άλφα, βήτα και γάμμα. Σχάση και σύντηξη. Ιδιότητες και αλληλεπιδράσεις των στοιχειωδών σωματιδίων σύμφωνα με το καθιερωμένο πρότυπο. 

Ραδιενέργεια στην Ατμόσφαιρα: Μηχανισμοί μεταφοράς. Ραδιενέργεια στο Υδάτινο Περιβάλλον. Ραδιενέργεια Εδάφους. Ραδιενέργεια διαφεύγουσα από Πυρηνικούς Σταθμούς στο Περιβάλλον. Ραδιενέργεια από Πυρηνικές Εκρήξεις στο Περιβάλλον. Έλεγχος Ραδιενέργειας Περιβάλλοντος: Τρόποι, Συστήματα Ελέγχου. Ραδιενεργός Δόση (Εκτίμηση) και Δοσιμετρία στο Περιβάλλον. Ραδιενεργά Απόβλητα (Παραγωγή - Διαχείριση). Ραδιενέργεια διαφεύγουσα από Ατμοηλεκτρικούς Σταθμούς στο Περιβάλλον. Το Πρόβλημα του Ραδονίου.

Ραδιοτηλεσκόπια, Δέκτες, ευαισθησια δεκτών, ψηφιακά φασματόμετρα,

Συμβολομετρία.

Ακτινοβολία synchrotron και thermal bremstralung. Πολωσιμετρία ραδιοπηγών. Ραδιοεκπομπή από το ηλιακό σύστημα. Ιονισμένες περιοχές. Υπολείμματα υπερκαινοφανών. Αστέρες νετρονίων. Ραδιογαλαξίες. Ημιαστέρες, μεσοαστρικη υλη,

μορια στο Διαστημα,  φασματικη γραμμη ατομικου Υδρογονου στα 21 εκατοστα,

Το μάθημα περιλαμβάνει τα βασικά κεφάλαια της πυρηνικής φυσικής (δομή πυρήνων, πυρηνικές διαστάσεις και μάζες, σκέδαση Rutherford, πυρηνικά μοντέλα και πυρηνικές δυνάμεις, φερμιόνια και μποζόνια, ραδιενέργεια, διασπάσεις α, β και γ, σχάση και σύντηξη) και εισαγωγή στη φυσική στοιχειωδών σωματιδίων (οικογένειες στοιχειωδών σωματιδίων, κουάρκς και λεπτόνια, βαρυόνια και μεσόνια, ισχυρές, ηλεκτρομαγνητικές και ασθενείς αλληλεπιδράσεις, διαγράμματα Feynman.

• Εισαγωγή στις επιφάνειες και τις νανοδομές. Οι σημαντικές διαφορές από τα υλικά όγκου. • Θερμοδυναμική & ηλεκτρονικές ιδιότητες των επιφανειών: ενεργειακό κόστος για τη δημιουργία νέων επιφανειών, επιφανειακή τάση & ενέργεια, αναδόμηση επιφανειών, συνάρτηση έργου, ηλεκτρονική συγγένεια, επιφανειακές καταστάσεις. • Συνθήκες κενού για την ανάπτυξη & τον χαρακτηρισμό νανοδομών και καθαρών επιφανειών. Χαρακτηριστικά του υπερ-υψηλού κενού, στοιχεία κινητικής θεωρίας, η αγωγιμότητα στα συστήματα κενού, είδη αντλιών & μετρητών κενού, επιλογή υλικών. • Επιταξιακές μέθοδοι ανάπτυξης λεπτών υμενίων & νανοδομών (επιταξία μοριακής δέσμης, χημική εναπόθεση ατμών και οι τροποποιήσεις τους) • Τεχνικές για τον χαρακτηρισμό επιφανειών & νανοδομών : χημική σύσταση (AES, XPS, SIMS, micro-XRF), δομή της επιφάνειας και έλεγχος της ανάπτυξης μονοστρωματικών υμενίων (LEED, RHEED), ακτινοβολία σύχροτρον και η μη-καταστροφική ταυτοποίηση της νανοδομής ( EXAFS & SEXAFS) και της ηλεκτρονικής δομής (NEXAFS, UPS,ARUPS). • Φωτολιθογραφία και οι τρέχουσες εξελίξεις της για την κατασκευή νανοδομών με την τεχνολογία top-down. Στοιχεία κατασκευής νανοδομών με τεχνολογίες bottom-up • Εισαγωγή στην διάχυση & την οξείδωση επιφανειών.

Εισαγωγικές έννοιες. Κίνηση φορτίων σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Εξοικείωση με τους τρόπους περιγραφής ενός ιονισμένου αερίου (κινητική θεωρία (εξίσωση Vlassov) και την ρευστό-μηχανική (εξισώσεις δύο ρευστών (ηλεκτρονίων και ιόντων), μαγνητουδροδυναμική)). Κύματα στο πλάσμα. Διάχυση στο πλάσμα. Ευστάθεια και αστάθειες του πλάσματος. Μη γραμμικά φαινόμενα στο πλάσμα.