Скачать план программы.Физика I для ученых и инженеров (PHYS 161)Это вводный курс, основанный на исчислении, который охватывает механику, механические волны и термодинамику. Студенты научатся определять фундаментальные законы механики и термодинамики в повседневных явлениях и применять эти законы для решения основных задач по физике и описания лабораторных экспериментов.
Вводная астрономия (PHYS 201)Этот курс представляет собой обзор астрономии вводного уровня для студентов естественнонаучных и не естественнонаучных специальностей. Он широко охватывает наше современное понимание Вселенной. Рассматриваются следующие темы: (i) методы и инструменты, используемые в астрономии, (ii) краткая история астрономии, (iii) содержание Вселенной от "малых" до "больших" масштабов, а именно: от Солнечной системы до звезд, межзвездной среды, галактик и Вселенной в целом.
Вводная астрофизика (PHYS 202)В рамках этого курса студенты изучают основные инструменты современной астрофизики в одной конкретной области исследования. Содержание курса будет сосредоточено на одной или нескольких из следующих тем, которые в настоящее время находятся на переднем крае исследований в астрофизике: (i) энергетические явления во Вселенной, такие как нейтронные звезды и черные дыры, (ii) большой взрыв и эволюция Вселенной, (iii) межзвездная среда и звездообразование, (iv) звездная структура и эволюция, от рождения звезд до сверхновых, (v) Солнечная система: формирование, структура и исследование, (vi) поиск внесолнечных планет и пригодных для жизни миров.
Классическая механика I (PHYS 221)Классическая механика I может рассматриваться как первый курс теоретической физики. Курс посвящен формулировке законов механики, описывающих движение массивных тел при наличии внешних сил. Эта формулировка связана с математической структурой пространства и времени и требует использования нескольких продвинутых математических инструментов. Курс охватывает законы Ньютона, системы отсчета, гравитацию, колебания, центральное движение, лагранжеву и гамильтонову динамику. Темы, изучаемые в классической механике, являются естественной отправной точкой для всех других отраслей теоретической физики, включая астрофизику, квантовую механику, гидродинамику, термодинамику, динамические системы и относительность.
Современная физика с лабораторией (PHYS 261)В курсе представлены специальная теория относительности, квантовая механика, атомная и молекулярная физика, а также физика твердого тела. Мы также затронем лазерную физику, физику частиц, ядерную физику, астрофизику и космологию. Этот предмет предназначен для студентов, специализирующихся в области естественных и инженерных наук, которые имеют хорошую подготовку по общей физике и исчислению и хотят развить базовое понимание квантовых/молекулярных/релятивистских концепций, формирующих современное естествознание, исследования и передовые технологии.
Вычислительная физика (PHYS 270)На этом курсе студенты приобретут основные навыки численного решения задач по физике. Возможные вычислительные задачи включают построение графиков, нахождение корней, численную интерполяцию, экстраполяцию, численное дифференцирование и интегрирование, численную диагонализацию матриц, а также численное моделирование физических явлений, управляемых дифференциальными уравнениями.
Термодинамика и статистическая физика (PHYS 280)Этот предмет охватывает основные темы вероятности, кинетической теории газов, явлений переноса, законов классической термодинамики и статистической механики, чтобы подчеркнуть описание измеримых макроскопических тепловых свойств материи в рамках канонических и гранд-канонических ансамблей непосредственно из классических законов термодинамики и из микроскопического поведения отдельных атомов, молекул или других частиц, анализируемых в рамках классической и квантовой статистической механики. Мы сосредоточимся на вероятности, статистических методах, доступных микросостояниях, температуре, скоростных распределениях Больцмана и Максвелла-Больцмана, молекулярной эффузии, времени столкновения и транспортных процессах (вязкость, тепловая и концентрационная диффузия), законах термодинамики, энергии, тепловых двигателях, энтропии, уравнениях состояния, термодинамических потенциалах, химическом потенциале, факторе Гиббса и фазовых изменениях, функции разделения, фотонах и фононах, идеальных и реальных газах, квантовой и релятивистской статистике. Область применения этого предмета широка и охватывает материаловедение, преобразование тепловой энергии, электронику и фотонику, криогенику, вакуумные технологии, химию, биологию и многое другое.
Введение в квантовые технологии (PHYS 291)Этот курс предлагает широкое введение в развивающиеся квантовые технологии. Первая часть курса охватывает прошлый век "первой квантовой революции": основы, принципы и парадоксы q.-(квантовой) механики, от суперпозиции и кошки Шредингера до туннелирования и интерференции частиц, неопределенности, запутанности, кубитов, телепортации и т.д. Вторая часть курса знакомит со "второй квантовой революцией", возникшей в последние 25 лет, когда основы q.-механики применяются в быстро развивающихся технологиях. Мы обсуждаем основные тенденции в q.-науке, такие как q.-информация, q.-коммуникации и криптография, q.-вычисления и моделирование, q.-метрология, зондирование и визуализация. Состояние техники и будущие проблемы q.-технологий будут проиллюстрированы на недавних примерах, таких как чрезвычайно быстрые q.-компьютеры, чрезвычайно точные q.-часы и чрезвычайно безопасные q.-коммуникационные линии. Курс завершится кратким обсуждением наших ожиданий от q.-технологий, общественного восприятия и потребностей рынка.
Математические методы физики (PHYS 315)Цель курса - ознакомить студентов с основами теории комплексного анализа, анализа Фурье и дифференциальных уравнений (PDE) и научить их решать соответствующие физические задачи. Темы курса могут включать специальные функции, преобразования Лапласа, функции Грина и задачи PDE.
Классическая электродинамика I (PHYS 361)В этом курсе рассматривается взаимодействие электростатических и магнитостатических полей с различными типами материи и формулируются математические методы решения задач в различных геометриях. Проводится связь наблюдаемых и анализируемых эффектов с приложениями в статическом режиме.
Оптика с лабораторией (PHYS 370)Этот предмет предлагает промежуточное изучение поведения и свойств света, включая геометрическую и физическую оптику, элементы теории лазеров и их применения. Это математически сложный курс по основам оптики, который предполагает, что студенты знакомы с уравнениями Максвелла и производными электромагнитных волн. Будут рассмотрены следующие темы: геометрическая оптика и оптические приборы, интерференция и дифракция, поляризация, рассеяние и дисперсия, когерентность света и элементы взаимодействия света с веществом.
Методы исследований (PHYS 395)Этот предмет предназначен для ознакомления студентов с основными методами исследований в области физики, которые необходимы для повседневной исследовательской работы в современной академической, промышленной и правительственной среде. Преподаватели физики поделятся своим опытом в области теоретических, вычислительных, наблюдательных и экспериментальных методов. Темы могут включать характеристики хорошего исследования, научную этику, финансирование науки, исследовательские предложения, сбор и критическую оценку научной информации, различные инструменты и программное обеспечение, библиометрию и наукометрию, написание научных отчетов и докладов, процесс публикации в рецензируемых журналах, подготовку технических устных презентаций, распространение результатов исследований, проприетарная и открытая наука, научная политика и пропаганда, работа с общественностью и другие.
Квантовая механика I (PHYS 451)В этом курсе студенты изучают основы нерелятивистской квантовой механики. Предмет вводит понятие волновой функции, ее интерпретацию и охватывает темы потенциальных ям, потенциальных барьеров, квантового гармонического осциллятора и атома водорода. Далее рассматривается более формальный подход к квантовой механике: вводятся постулаты квантовой механики, квантовые операторы, гильбертовы пространства, принцип неопределенности Гейзенберга и эволюция времени. В конце курса рассматриваются вопросы сложения угловых моментов, спина, возникновения энергетических полос в периодических системах и некоторые основные аспекты квантовой механики многих тел, такие как неразличимость тождественных частиц и электронных орбиталей в атомах.
Теории поля в физике (PHYS462)Этот курс рассматривает основы теорий поля в физике, таких как ньютоновская гравитация, термодинамика, статистическая механика, электродинамика Максвелла, скалярные поля, специальные и общие теории относительности Эйнштейна и квантовая теория поля. Часть курса посвящена основным принципам, таким как определение полей, инвариантность Лоренца и симметрии. Затем в основной части курса рассматриваются формулировки известных теорий поля и то, как уравнения поля получаются из вариации соответствующего действия.
Теории поля в физике (PHYS462)Этот курс рассматривает основы теорий поля в физике, таких как ньютоновская гравитация, термодинамика, статистическая механика, электродинамика Максвелла, скалярные поля, специальные и общие теории относительности Эйнштейна и квантовая теория поля. Часть курса посвящена основным принципам, таким как определение полей, инвариантность Лоренца и симметрии. Затем в основной части курса рассматриваются формулировки известных теорий поля и то, как уравнения поля получаются из вариации соответствующего действия.
Введение в оптоэлектронику (PHYS 470)Предмет рассматривает передовые междисциплинарные фундаментальные и исследовательские темы в области оптоэлектроники, включая физику полупроводников, физику и технику приборов, в частности, полосовые структуры полупроводниковых материалов; статистику электронов и дырок в собственных и легированных полупроводниках; гальваномагнитные и термоэлектрические процессы, процессы фотогенерации и рекомбинации заряда, перенос заряда; оптические свойства полупроводников; фоторезистивные датчики, p-n-переходы; переходы металл-полупроводник, фотодиоды, фототранзисторы, фотоэлектрические устройства (солнечные элементы) и светоизлучающие устройства (светодиоды).
Введение в физику твердого тела (PHYS 473)Этот предмет охватывает основы физики твердого тела, включая структурные, связующие, механические, колебательные, тепловые, электрические, магнитные и оптические свойства кристаллических, дефектных и некристаллических твердых тел (металлов, полупроводников и изоляторов). Свойства и явления в твердых телах изучаются в результате воздействия на них внешнего излучения, полей и частиц. Возьмите все основы физики, включая классическую и квантовую механику, электромагнетизм, термодинамику и статистическую физику, и соедините их вместе для изучения частицы вещества. Изучение фундаментальных теоретических концепций, решение задач и лабораторная практика будут задействованы для освоения предмета. Также будут рассмотрены важнейшие приложения в материаловедении, нанотехнологиях, твердотельной транспортировке и преобразовании энергии, а также инновационные методы определения характеристик материалов.
Статистическая механика (PHYS483)Статистическая механика обеспечивает микроскопическое описание макроскопических явлений с помощью теории вероятностей и статистических методов. Из-за большого числа частиц в физической системе (термодинамический предел) соответствующие распределения вероятностей являются очень резкими, так что макроскопические наблюдаемые величины достаточно хорошо представлены усредненными микроскопическими величинами. Применимость концепций статистической механики очень широка и охватывает термодинамику и конденсированное вещество, а также химию, биологию, экономику и инженерные науки.