وصف المقرر: (ملاحظة: وصف عام للنموذج الذي سيستخدم للنشرة أو الدليل الذي سيرفق)
1 – المواضيع المطلوب بحثها وشمولها
الموضوع عدد الأسابيع ساعات الاتصال
الفصل الأول
النظرية النسبيةِ الخاصّةِ: تحويل لوري نز 2.93 9
الفصل الثاني
النظرية النسبيةِ الخاصّةِ: ديناميكا relativistic 1.88 6
الفصل الثالث
النظرية النسبية العامةِ 1.57 5
الفصل الرابع
جذور نظرية الكمِ 2.62 8
الفصل الخامس
ذرّة بوهر- راذرفورد النووية 2.51 8
الفصل السادس
الطبيعة الموجية للجسيمات 1.57 5
الفصل السابع
معادلة شرود نجر 2.83 9
الفصل الثامن
معادلة شرود نجر في ثلاثة أبعادِ:
ذرّة الهيدروجينَ 1.47 4
2 – مكونات المقرر(مجموع ساعات الاتصال في الفصل الدراسي):
المحاضرة: 54 الدروس الخاصة: 2 العملي / الميداني / التدريب:5 التعاوني أو الامتياز لطلبة التخصصات الصحية أخرى:
3 – دراسة إضافية خاصة/ ساعات تعلم متوقعة من الطلبة في الأسبوع ( المطلوب هنا المعدل المتوقع للفصل الدراسي وليس المتطلبات المحددة في كل أسبوع):
10 ساعاتِ كمعدل للفصل الدراسي.
4 – تطوير نتائج التعلم في نطاقات أو مجالات التعلم
لكل مجال من مجالات التعلم الموضحة فيما يلي يجب توضيح:
- ملخص موجز للمعرفة أو المهارات التي صمم المقرر من أجل تطويرها. لكُلّ مِنْ مجالاتِ تَعَلّم شوّفَ تحت يُشيرَ إليه:
- يطور المقرر خلاصة قصيرة مِنْ المعرفةِ أَو المهارةِ.
- وصف إستراتيجياتِ التعليم التي تستخدم في المقرر لتَطوير تلك المعرفةِ أَو المهارةِ.
- طرق تقييمِ الطالبِ الّتي تستخدم في المقررِ لتَقييم نتائجِ مخرجات التَعَلّم في المجالِ المتَعلّقْ بها.
- وصف لاستراتيجيات التعلم المطلوب استخدامها لتطوير تلك المعرفة أو المهارات.
- طرق تقييم الطالب المستخدمة في المقرر لتقييم نتائج التعلم في المجال المعني.
أ – المـــــــــــعــرفـــة
(i) وصف المعرفة التي سيتم اكتسابها في المقرر:
- يتم اكتساب مبادئ النظريةِ النسبيةِ في الفصول الثلاثة الأولىِ. الفصل الثالث هو إبداع تمهيديِ في مقرر الفيزياء الحديثِة، فهو يصف بشكل كبير النسبيةِ العامّةِ؛ وهو مقدم في ضوء التقدّمِ التقنيِ الحديثِ الذي يحتوي علي التجاربِ التي أجريت بعناية وبدقة والتي حظيت باهتمام كبير في المجال.
- تعتبر نظرية الكم الموضوع المركزيُ فيْ الفصولِ الخمس القادمة. يكتسب الطالب النتائجَ التجريبيةَ التي أدّتْ إلى القبولِ الواسعِ في الطاقةِ المكممة. يكتسب الطالب معرفة نموذجِ بوهر لذرّةِ الهيدروجينَ. بالإضافة إلي اكتساب مفهومَ المقطع العرضي بالارتباط مع تشتت رازرفورد. علاوة علي اكتساب مبدأ فرضية دي براولي والتجارب التي حققتها.
- يكتسب الطالب معرفة ميكانيكا الكم الأولّية. حيث يتعرف الطالب علي معادلةَ شرود نجر، والأمثلةِ القياسيةِ للابارِالمربّعةِ اللانهائيةِ والمحدودةِ الأحادية البعدِ، والاختراق المانعِ، والمُذَبذِب المتناسق.
- يتعرف الطالب بصورة أوليةً علي ميكانيكا الكمَ لذرّةِ الهيدروجينَ.
(ii) استراتيجيات التعليم (التدريس) المطلوب استخدامها لتطوير تلك المعرفة
- يتم ربط المعرفة السابقة بالمواضيعِ الحاليةِ والمستقبليةِ في المحاضرات. بالإضافة إلى الأجهزة المستخدمة في أبحاث الفيزياء النوويةِ.
- تقييم الواجبات المنزلية ومراجعة َحْلولُّ المسائل الموجودة في كل فصل.
- مُناقشات بحثية وتدريب معملي (أجراء التجاربَ وكتابة التقاريرِ).
(iii) طرق تقييم المعرفة المكتسبة
- اختبارات الاختيار المتعدد القصيرة في المحاضرة.
- امتحانات فصلية ونهائية.
- تقييم حلولِ مسائلَ كُلّ فصل.
- عمل مناقشات بحثية بصورة دورية.
ب – المهارات المعرفية (الإدراكية)
1 - المهارات المعرفية المطلوب تطويرها:
- حلّْ مسائل على النظريةِ النسبيةِ، ونظرية الكم وميكانيكا الكم الأولّي.
- تعريفْ التقدّمَ التقنيَ الأخيرَ للتجاربِ التي أجريت بدقة وعناية فائقةَ والتي أثارت اهتماما كبيرا في المجال.
- تلخيص النتائجَ التجريبيةَ التي أدّتْ في النهاية إلى القبولِ الواسعِ في الطاقةِ المكممة.
- تطبّقْ مفاهيمَ نظريةِ النسبيةِ ونظرية الكمِ في ممارسةِ حياتِنا اليومية.
- تقدّيمْ معادلةَ شرود نجر، والأمثلةِ القياسيةِ للآبار المربّعةِ اللانهائيةِ والمحدودةِ الأحادية البعدِ، والاختراق المانعِ، والمُذَبذِب المتناسق.
- التعرف بصورة أولية علي ميكانيكا الكمَ لذرّةِ الهيدروجينَ.
2- استراتيجيات التعلم المستخدمة في تطوير المهارات المعرفية:
-تقييم الواجبات المنزلية بالإضافة إلى مراجعة حلولِ المسائلِ.
- حَلّ المشاكلِ الموجودة في البحثِ.
- تَعلّق مواضيعِ المقرر بالدراسات البحثية والصناعاتَ الوطنيةَ ذات العلاقةَ.
3– طرق تقييم المهارات المعرفية المكتسبة:
- اختبارات الاختيار المتعدد القصيرة في المحاضرة.
- امتحانات فصلية ونهائية.
- مراجعة حَلّولَ المسائل مع تقييم الواجبات المنزلية.
ج – مهارات العلاقات البينية (الشخصية) والمسئولية
1 – وصف لمهارات العلاقات الشخصية مع الآخرين، والقدرة على تحمل المسئولية المطلوب تطويرها:
- عمل بشكل مستقل وأيضا كجزء في الفريقِ.
- أدارةْ المصادر، والوقت والأعضاء الآخرون فيْ المجموعةِ.
- تبليغْ نَتائِجَ العملِ إلى الآخرين.
2 - استراتيجيات التعليم المستخدمة في تطوير هذه المهارات والقدرات:
- توصيل مشاكلِ المجموعةِ وكتابة التقاريرَ.
- حَلّ المسائلِ في المجموعاتِ أثناء حلقة البحث، وفي نهايةِ كُلّ فصل.
3 – طرق تقييم اكتساب الطلبة لمهارات العلاقات الشخصية وقدرتهم على تحمل المسئولية:
- كتابة تقاريرِ جماعية.
- تقييم حَلولِّ المسائلِ.
- تصنيف تقييم الواجبات المنزلية.
د – مهارات الاتصال ، وتقنية المعلومات، والمهارات الحسابية (العددية):
1 – وصف المهارات العددية ومهارات الاتصال المطلوب تطويرها:
- استعمال الحاسوبَ لتَحليل ومُعالجُة البياناتَ التجريبيةَ.
- استعمال الآلات الحاسبةَ.
- كتابة التقاريرَ.
2 - استراتيجيات التعليم المستخدمة في تطوير هذه المهارات:
- كتابة التقاريرِ الملخصة أو العاجلة.
- َدْمجُ الحاسوبَ بالإضافة إلى الأدواتِ الحسابيةِ في متطلباتِ المقرر.
3 – طرق تقييم اكتساب الطلبة لمهارات الاتصال، وتقنية المعلومات، والمهارات الحسابية (العددية): تُقيّمُ التقاريرَ العاجلةَ المكتوبةَ بالإضافة إلى حَلِّ المسائل الموجودة في كُلّ فصل.
هـ ) المهارات الحركية (إن كانت مطلوبة)
1 – وصف للمهارات الحركية (مهارات عضلية ذات منشأ نفسي) المطلوب تطويرها في هذا المجال:
- غير مطلوبة
2 - استراتيجيات التعلم المستخدمة في تطوير المهارات الحركية:
- غير مطلوبة
3 – طرق تقييم اكتساب الطلبة للمهارات الحركية:
- غير مطلوبة
5 - تحديد الجدول الزمني لمهام التقويم التي يتم تقييم الطلبة وفقها خلال الفصل الدراسي
رقم التقييم طبيعة مهمة التقييم (مثلا: مقالة، أو اختبار قصير، أو مشروع جماعي، أو اختبار فصلي... الخ الأسبوع المستحق نسبة الدرجة إلى درجة التقييم النهائي
1 الصنف يُنشّطُ (صنف يَسْألُ، واجب بيتي، يَحْلُّ المشاكلَ والتقاريرَ العاجلةَ المكتوبةَ). أسبوعي 20 %
2 الاختبار الفصلي الأول 6 15 %
3 الاختبار الفصلي الثّاني 12 15 %
4 الاختبار النهائي 18 50 %
د) الدعم المقدم للطلبة
الإجراءات أو الترتيبات المعمول بها لضمان تواجد أعضاء هيئة التدريس من أجل تقديم المشورة والإرشاد الأكاديمي للطالب المحتاج لذلك ( مع تحديد مقدار الوقت – الساعات المكتبية- الذي يتواجد فيه أعضاء هيئة التدريس في الأسبوع):
- ساعات مكتبية 6 ساعات في الأسبوع.
- جلسات مساعدةِ في حدود ساعة واحدة مِن قِبل عضوين من الكليّةِ.
هـ ) مصادر التعلم:
1 – الكتاب (الكتب ) الرئيسة المطلوبة:
• Frank J. Blatt, Modern Physics. International Edition 1992 by McGraw –Hill Book Co.
• Arthur Beiser, Concepts of Modern Physics (5th Ed.), 2000, by McGraw-Hill, Inc.
2 – المراجع الأساسية:
• A. I. Miller, Albert Einstein’s special Theory of Relativity, Addison-Wesley, Reading, Mass., 1981.
• Julian Schwinger, Einstein’s Legacy, Scientific American Library/Freeman, San Fraancisco, 1985.
3 – الكتب والمراجع الموصى بها ( الدوريات العلمية، التقارير... الخ) (يرفق قائمة بذلك):
• Clifford M. ill, Was Einstein Right? Basic Books, Inc., New York, 1986.
• Kenneth Krane, Modern Physics, Wiley, New York, 1983.
• A. P. French and P. J. Kennedy (eds.), Niels Bohr; A Centenary Volume, Harvard University Press, Cambridge, Mass., 1985.
• Ruth Moore, iles Bohr, MIT Press, Cambridge, Mass., 1985.
4 – المواد الالكترونية و مواقع الانترنت ... الخ:
مواقع الويب على الإنترنتِ التي ذات العلاقة بمواضيعِ المقررِ.
5 – مواد تعلم أخرى مثل البرامج التي تعتمد على الكمبيوتر أو الأقراص المضغوطة أو المعايير المهنية أو الأنظمة:
أجهزةُ إعلام متعددة مرتبطة بالكتاب الدراسي ومواقعِ الويب ذات العلاقةِ.
و ) المرافق المطلوبة:
حدد متطلبات المقرر بما في ذلك حجم الفصول والمختبرات (أي عدد المقاعد في الفصول والمختبرات ومدى توافر أجهزة الكمبيوتر .. الخ).
1 – المرافق التعليمية (حجرات المحاضرات والمختبرات .. الخ):
- قاعة محاضرات تحتوي علي 25 مقعدِ علي الأقل.
- صالة سعتها في حدود 100 مقعدِ للمحاضرةِ الكبيرةَ.
- مختبر للفيزياءِ في حدود 25 تجربةِ.
2 – أجهزة الكمبيوتر:
- غرفة حاسوبِ تَحتوي على 15 نظامَ علي الأقل.
- حاسبة علمية لكُلّ طالب.
3 – موارد أخرى (حددها – مثلا: إذا كان مطلوبا معدات مختبر معينة حدد المتطلبات أو أرفق قائمة):
- توفر الآلاتِ والأجهزةِ ذات العلاقةِ بمادّةِ المقرر.
- وسائل أمانِ.
ز ) تقييم المقرر وعمليات التحسين:
1 – استراتيجيات الحصول على نتائج الطالب وفعالية التعليم:
- تقييم المقررِ مِن قِبل الطالبِ.
- اجتماعات لطلابِ الكليّةِ.
2 – الاستراتيجيات الأخرى المتبعة في تقييم عملية التعليم إما عن طريق الأستاذ أو عن طريق القسم:
- استشارة المسئولون على التعليم.
- مُناقشات مجلسِ القسم.
- مُناقشات ضمن مجموعةِ الكليّةِ التي تدرس المقررَ.
3 – عمليات تحسين التعليم:
- إجْراء ورشِ عمل مِن قِبل خبراء في التعليم وتعليم المنهجياتَ.
- مراجعات دورية للقسم لطرقِ التعليم.
- مراقبة النشاطات التعليمة مِن قِبل أعضاء الكليّةِ الكبارِ.
4 – عمليات التحقق من مستويات إنجاز الطلبة (مثلا: فحص التصحيح أو الدرجات من قبل عضو هيئة تدريس مستقل لعينة من أعمال الطلبة، وقيام أستاذ المقرر بتبادل تصحيح عينة من الواجبات أو الاختبارات بصفة دورية مع عضو هيئة تدريس آخر لنفس المقرر في مؤسسة تعليمية أخرى)
- تَزويد عيناتِ كُلّ أنواع التقييمِ في حقيبةِ المقرر الخاصة بمجلس القسم لكُلّ فصل.
- تَخصيص مجموعةِ من أعضاء الكليّةِ الذين يقومون بتدريس نفس المقرر لوضع أسئلة متدرجة للطلابِ المُخْتَلِفينِ.
- دعوة أعضاء مِنْ الجامعات الأخرى لمُرَاجَعَة دقةِ السياسةِ وتصنيف التدرج.
- أجراء امتحانات قياسيةَ مثل امتحانات مجتمعِ الفيزياءِ الأمريكيةِ وغيرها.
5 – صف الترتيبات والخطط المعدة للمراجعة الدورية لفاعلية المقرر والتخطيط للتحسين:
- مراجعة مادّة المقررَ ونتائجَ التعليم بصورة دورية والتغييراتَ الّتي سَتُؤْخَذُ تصدّق في مجالسِ القسم والجامعة.
- يَتحمّلُ رئيسَ القسمِ والكليّةِ مسؤوليةَ تَطبيق التغييراتِ المُقتَرَحةِ.
Contents of the Course PHY 353
Chapter 1
The Theory of Special Relativity: The Lorentz Transformation
1.1 Introduction
1.2 Classical Relativity: The Galilean Transformation Equation
1.3 Electromagnetic Waves and the Luminiferous Ether
1.4 The Michelson-Morley Experiment
1.5 The Theory of Special Relativity
1.6 The Lorentz Transformations
1.6.1 Simultaneity, Length Contraction, and Time Dilation
1.6.2 The Twin Paradox
1.6.3 The Velocity Transformations
1.7 Consequences of the Lorentz Transformations
1.7.1 The Relativistic Dopppler Effect
1.7.2 Experimental Evidence of Relativistic kinematics
1.8 The Relativistic Expressions in the classical Limit
Chapter 2
The Theory of Special Relativity: relativistic dynamics
2.1 Introduction
2.2 Relativistic Momentum
2.3 Energy
2.4 Relativistic Invariants
2.5 Force and Acceleration
Chapter 3
The General Theory of Relativity
3.1 Introduction
3.2 The Principle of Equivalence
3.3 Gravitational Time Dilation and Length Contraction
3.4 The general Theory of Relativity: Gravitation
3.5 The Theory of Special Relativity
1.6 Predictions of the General Theory of Relativity
Chapter 4
Roots of the Quantum Theory
4.1 Introduction
4.2 Blackbody radiation
4.2.1 Derivation of the Planck Distribution Law
4.3 Specific Heat
4.3.1 Specific Heat of Crystals
4.3.2 Specific Heat of Gases
4.4 The Photoelectric Effect
4.5 X-Rays
4.6 Compton Scattering
Chapter 5
The Bohr-Rutherford Nuclear Atom
5.1 Charge and Mass of an Electron
5.2 Scattering Cross Section
5.3 Coulomb (Rutherford) Scattering
5.4 The Bohr Model of the Hydrogen Atom
5.5 Emission and Absorption of Radiation
5.6 Characteristic X-ray Lines
5.7 Franck-Hertz Experiment
5.8 The Correspondence Principle
Chapter 6
The Wave Nature of Particles
6.1 Introduction: de Broglie Relation
6.2 Experimental Evidence of Electron Waves
6.3 Complementarity
6.4 Uncertainty Principle
6.5 The wave Particle Duality and Complementarity:
A Gedanken Experiment
Chapter 7
The Schrödinger Equation
7.1 Introduction
7.2 The One-Dimensional Schrödinger Equation
7.3 The Time-Independent Schrödinger Equation
7.4 Interpretation of the Wave Function:
Probability Density and Expectation Values
7.5 Wave Packets: Group and Phase Velocities
7.6 Particle in a One-Dimensional Square Well
7.6.1 Infinite Potential Barriers
7.6.2 Finite Potential Barriers
7.7 Parity
7.8 Tunneling
7.9 The Harmonic Oscillator
Chapter 8
The Schrödinger Equation in Three Dimensions:
The Hydrogen Atom
8.1 Introduction
8.2 Solution of the Schrödinger Equation in Spherical Coordinates
8.2.1 Probability Densities and Expectation Values
8.3 Angular Momentum in Quantum Mechanics
8.3.1 Spatial Quantization
8.4 Degeneracy
محتويات المقرر فيز 353
الفصل الأول
النظرية النسبية الخاصة: تحويل لورينز
1.1 مقدمة
نسبية كلاسيكية: معادلة التحويلِ الغاليليةِ 1.2
الموجات الكهرومغناطيسية والأثير المضيء1.3
1.4 تجربة مايكلسون مورلي
1.5 نظرية النسبيةِ الخاصّة
1.6 تحويل لورينز
1.6.1 تواقت انكماش الطولِ، وتوسُّع الوقت
2.6.1 التناقض ألتوأمي
3.6.1 تحويلات السرعة
1.7 ْ نتائجِ تحويلاتِ لورينز
Relativistic تأثير دوبلر 1.7.1
Relativistic kinematics1.7.2 الدليل التجريبي
في الحد الكلاسيكيRelativisticالتعبيرات 1.8
الفصل الثاني
relativistic dynamicsالنظرية النسبية الخاصة: 1.2 مقدمة
Relativistic2.2 زخم
2.3 طاقة
Relativistic2.4 ثوابت
2.5 القوة والتسارع
الفصل الثالث
النظرية النسبية العامة
1.3 مقدمة
مبدأ التكافؤ 2.3
3.3 توسع الزمن وانكماش الطول في الجاذبية
3.4 النظرية النسبية العامة: الجاذبية
3.5 النظرية النسبية الخاصة
3.6 النظرية النسبية العامة
الفصل الرابع
جذور نظرية الكم
1.4 مقدمة
أشعاع الجسم الأسود 2.4
1.2.4 اشتقاق قانون توزيع بلانك
3.4 السعة الحرارية
1.3.4 السعة الحرارية للبلورات
2.3.4 السعة الحرارية للغازات
4.4 التأثير الكهروضوئي
5.4 أشعة أكس
6.4 تشتت كومبتون
الفصل الخامس
ذرة بوهر-رازرفورد النووية
1.5 شحنة وكتلة الإلكترون
تشتت المقطع العرضي 2.5
3.5 تشتت (رازرفورد) كولوم
4.5 نموذج بوهر لذرة الهيدروجين
5.5 انبعاث وامتصاص الإشعاع
6.5 خواص خطوط أشعة أكس
7.5 تجربة فرانك-هرتز
8.5 مبدأ التطابق
الفصل السادس الطبيعة الموحية للجسيمات
1.6 مقدمة: علاقة دي براولي
الدليل التجريبي للموجات الالكترونية 2.6
التكميلية 3.6
4.6 مبدأ الشك
5.6 ثنائية الجسيم ألموجي والتكميلية
6.6 تجربة جيدا نكين
الفصل السابع
معادلة شرود نجر
1.7 مقدمة
معادلة شرود نجر في بعد واحد 2.7
معادلة شرود نجر المستقلة عن الزمن 3.7
4.7 تفسير دالة الموجة
1.4.7 الكثافة الاحتمالية والقيم التوقعية
5.7 مجموعات الموجة: سرعات المجموعة والطور
6.7 الجسيم في بئر مربع أحادي البعد
1.6.7 موانع الجهد ألانهائية
2.6.7 موانع الجهد المحدودة
7.7 ألازدواجية
8.7 النفق
9.7 المذبذب المتناسق
الفصل الثامن
معادلة شرود نجر في ثلاثة أبعاد: ذرة الهيدروجين
مقدمة 1.8
حل معادلة شرود نجر في الإحداثيات الكروية 2.8
1.2.8 الكثافة الاحتمالية والقيم التوقعية
3.8 الزخم الزاوي في ميكانيكا الكم
1.6.7 المكمم المكاني
8.4 Degeneracy