| Ders Adı | Kodu | Yerel Kredi | AKTS | Ders (saat/hafta) | Uygulama (saat/hafta) | Laboratuar (saat/hafta) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Parçacık Madde Etkileşmesi | FIZ1113 | 3 | 5 | 3 | 0 | 0 |
| Önkoşullar | Yok |
|---|
| Yarıyıl | Güz, Bahar |
|---|
| Dersin Dili | İngilizce, Türkçe |
|---|---|
| Dersin Seviyesi | Lisans |
| Dersin Türü | Seçmeli @ Fizik Lisans Programı (%30 İngilizce) |
| Ders Kategorisi | Uzmanlık/Alan Dersleri |
| Dersin Veriliş Şekli | Yüz yüze |
| Dersi Sunan Akademik Birim | Fizik Bölümü |
|---|---|
| Dersin Koordinatörü | Salim Çerçi |
| Dersi Veren(ler) | |
| Asistan(lar)ı |
| Dersin Amacı | Bu dersin temel amacı, yüklü parçacıkların madde ile etkileşimini anlamak ve bu etkileşimlerin çeşitli konularını kapsayan bir temel çerçeve sunmaktır. Ders, parçacıkların elektronlar ve atom çekirdekleri ile etkileşimini, enerji kaybını modellenmesini ve çeşitli dedektörlerin kullanımını içermektedir. Öğrenciler, parçacıkların madde ile etkileşimini anlamak için kullanılan temel denklemleri öğrenecek, dedektör teknolojilerini inceleyecek ve radyasyon dedektörlerinin simülasyonunu gerçekleştirebileceklerdir. Bu konular, parçacık fizikçileri, nükleer fizikçiler ve radyasyon dedektörlerinin tasarımı ve kullanımıyla ilgilenen diğer araştırmacılar için temel bir bilgi sağlamayı amaçlamaktadır. |
|---|---|
| Dersin İçeriği | Bu ders, yüklü parçacıkların maddenin içindeki etkileşimlerini detaylı bir şekilde ele almaktadır. Elektronlar ve atom çekirdekleriyle olan saçılma olayları, Bohr yaklaşımındaki dE/dx denklemi, Bethe-Bloch denklemi ve bileşik malzemelerdeki enerji kaybı ile ilgili konular öğrencilere detaylı bir perspektif sunacaktır. Ayrıca, parçacıkların menzili ve Bragg eğrisi gibi konular ele alınacak ve enerji kaybındaki istatistiksel dalgalanmalar, straggling, ince tabakalarda enerji birikimi ve Landau dağılımı gibi konular incelenecektir. Elektronlar, pozitronlar ve fotonlar ile olan etkileşimler, özellikle fotoelektrik etki, Compton etkisi ve Bremsstrahlung ile çift üretim gibi konular kapsamlı bir şekilde ele alınacak ve nötronlarla etkileşim, gazlı dedektörler, yarı iletken dedektörler ve sıvı, organik, inorganik ve kriyojenik dedektörler gibi konular da detaylı bir şekilde incelenecektir. Ayrıca, radyasyon dedektörlerinin sinyal oluşturma süreçleri, enerji ve pozisyon çözünürlüğü ile ilgili bilgiler sunularak, öğrencilere bu alandaki temel kavramları anlama fırsatı sağlanacaktır. |
| Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar |
|
| Opsiyonel Program Bileşenleri | Yok |
Ders Öğrenim Çıktıları
- Yüklü parçacıkların etkileşme mekanizmalarını kavrar.
- Gazlı, yarı iletken, sıvı, organik, inorganik ve kriyojenik dedektörlerin çalışma prensiplerini kavrar.
- Matematiksel modellenmiş enerji kaybı, enerji kaybındaki istatistiksel dalgalanmalar ve parçacıkların menzili konularındaki temel kavramları kavrar.
- Elektronlar, pozitronlar ve fotonlarla olan etkileşimleri kavrar.
- Nötronların madde ile etkileşimini kavrar.
Ders Öğrenim Çıktısı & Program Çıktısı Matrisi
| DÖÇ-1 | DÖÇ-2 | DÖÇ-3 | DÖÇ-4 | DÖÇ-5 | |
| PÇ-1 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| PÇ-2 | 5 | 4 | 5 | 5 | 5 |
| PÇ-3 | 4 | 4 | 5 | 5 | 5 |
| PÇ-4 | 5 | 2 | 4 | 2 | 3 |
| PÇ-5 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| PÇ-6 | 5 | 5 | 4 | 4 | 5 |
| PÇ-7 | 5 | 4 | 4 | 4 | 5 |
| PÇ-8 | 4 | 4 | 4 | 5 | 5 |
| PÇ-9 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| PÇ-10 | 5 | 5 | 4 | 4 | 4 |
| PÇ-11 | 4 | 3 | 4 | 4 | 4 |
| PÇ-12 | 5 | 4 | 4 | 5 | 5 |
| PÇ-13 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| PÇ-14 | 3 | 4 | 3 | 3 | 4 |
| PÇ-15 | 4 | 3 | 3 | 2 | 3 |
| PÇ-16 | 3 | 3 | 4 | 3 | 4 |
| PÇ-17 | 4 | 5 | 4 | 4 | 4 |
| PÇ-18 | 4 | 5 | 4 | 4 | 4 |
| PÇ-19 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| PÇ-20 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| PÇ-21 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| PÇ-22 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| PÇ-23 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| PÇ-24 | 4 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| PÇ-25 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| PÇ-26 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| PÇ-27 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| PÇ-28 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları
| Hafta | Konular | Ön Hazırlık |
|---|---|---|
| 1 | Yüklü parçacıkların madde ile etkileşimine giriş. Parçacıkların elektronlar ve atom çekirdekleri tarafından saçılması | Knoll Bölüm-2, Perkins Bölüm-4 |
| 2 | Bohr yaklaşımı kapsamında dE/dx denklemi, Bethe-Bloch denklemi | Knoll Bölüm-2, Griffiths Bölüm-2 |
| 3 | Kompozit malzemeler için dE/dx, parçacık menzili, Bragg eğrisi, Enerji kaybındaki istatistiksel dalgalanmalar ( straggling), ince tabakalarda enerji birikimi | Knoll Bölüm-3, Grupen Bölüm-3 |
| 4 | Landau dağılımı, Elektronlar ve pozitronlar için dE/dx | Grupen Bölüm-3 ve Bölüm-4 |
| 5 | Parçacıkların çoklu saçılması, Molière dağılımı, delta ışınlarının üretimi | Grupen Bölüm-3 ve Bölüm-4 |
| 6 | Fotonların madde ile etkileşimi. | Knoll Bölüm-2, Perkins Bölüm-4 |
| 7 | Fotoelektrik etki, tesir kesit hesaplamaları. | Knoll Bölüm-2 |
| 8 | Ara Sınav 1 | |
| 9 | Compton etkisi, Klein-Nishina tesir kesiti, Compton sırtı | Knoll Bölüm-2, Leroy Bölüm-2 |
| 10 | Bremsstrahlung radyasyonu ve çift üretimi için tesir kesiti | Knoll Bölüm-2, Perkins Bölüm-4 |
| 11 | Gazlı, yarı iletken, sıvı, organik, inorganik ve kriyojenik dedektörler. | Knoll Bölüm 4-7 |
| 12 | Nötronların madde ile etkileşimi. | Knoll Bölüm-10 |
| 13 | Nötron dedektörleri | Knoll Bölüm-10 |
| 14 | Radyasyon dedektörlerinde sinyal oluşturma, enerji ve konum çözünürlüğü. | Knoll Bölüm-8, Grupen Bölüm-6 |
| 15 | Öğrenci sunumları | |
| 16 | Final |
Değerlendirme Sistemi
| Etkinlikler | Sayı | Katkı Payı |
|---|---|---|
| Devam/Katılım | ||
| Laboratuar | ||
| Uygulama | ||
| Arazi Çalışması | ||
| Derse Özgü Staj | ||
| Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği | ||
| Ödev | ||
| Sunum/Jüri | 1 | 30 |
| Projeler | ||
| Seminer/Workshop | ||
| Ara Sınavlar | 1 | 30 |
| Final | 1 | 40 |
| Dönem İçi Çalışmaların Başarı Notuna Katkısı | ||
| Final Sınavının Başarı Notuna Katkısı | ||
| TOPLAM | 100 | |
AKTS İşyükü Tablosu
| Etkinlikler | Sayı | Süresi (Saat) | Toplam İşyükü |
|---|---|---|---|
| Ders Saati | 14 | 3 | |
| Laboratuar | |||
| Uygulama | |||
| Arazi Çalışması | |||
| Sınıf Dışı Ders Çalışması | 14 | 2 | |
| Derse Özgü Staj | |||
| Ödev | |||
| Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği | |||
| Projeler | |||
| Sunum / Seminer | 1 | 20 | |
| Ara Sınavlar (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi) | 1 | 20 | |
| Final (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi) | 1 | 25 | |
| Toplam İşyükü : | |||
| Toplam İşyükü / 30(s) : | |||
| AKTS Kredisi : | |||
| Diğer Notlar | Yok |
|---|
