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GATE Physicsシラバス

件名コード：PH

コース構成

Sections/Units	Topics
Section 1	Mathematical Physics
Section 2	Classical Mechanics
Section 3	Electromagnetic Theory
Section 4	Quantum Mechanics
Section 5	Thermodynamics and Statistical Physics
Section 6	Atomic and Molecular Physics
Section 7	Solid State Physics & Electronics
Section 8	Nuclear and Particle Physics

コースシラバス

セクション1：数理物理学

• 線形ベクトル空間-
• 基礎
• 直交性
• 完全
• 行列
• ベクトル計算
• 線形微分方程式、複雑な分析の要素
• コーシー・リーマン条件-
• コーシーの定理
• 特異点
• 剰余定理
• アプリケーション
• ラプラス変換-
• フーリエ解析
• テンソルに関する基本的なアイデア-
• 共変および反変テンソル
• Levi-CivitaとChristoffelのシンボル

セクション2：古典力学

• ダランベールの原理
• 周期座標
• 変分原理
• ラグランジュの運動方程式
• 中心力と散乱の問題
• 剛体運動
• 小さな振動
• ハミルトンの形式主義
• ポアソンブラケット
• 特殊相対性理論-
• ローレンツ変換
• 相対論的運動学
• 質量エネルギー等価

セクション3：電磁理論

• 境界値を含む静電気および静磁気の問題の解決策
• 問題
• 誘電体および導体
• マクスウェルの方程式
• スカラーとベクトルポテンシャル
• クーロンおよびローレンツゲージ
• 電磁波とその反射、屈折、干渉、回折、偏光
• ポインティングベクトル、ポインティング定理、電磁波のエネルギーと運動量
• 動く電荷からの放射

セクション4：量子力学

• 量子力学の仮定
• 不確実性の原理
• シュレディンガー方程式
• 一次元、二次元、三次元の潜在的な問題
• 箱の中の粒子、一次元のポテンシャル障壁を通過する透過、調和振動子、水素原子
• ヒルベルト空間の線形ベクトルと演算子
• 角運動量とスピン
• 角運動量の追加
• 時間に依存しない摂動論
• 素散乱理論

セクション5：熱力学と統計物理学

• 熱力学の法則
• マクロ状態とマイクロ状態
• 位相空間
• アンサンブル
• 分配関数、自由エネルギー、熱力学的量の計算
• 古典統計と量子統計
• 縮退フェルミガス
• 黒体放射とプランクの分布法
• ボーズ・アインシュタイン凝縮
• 一次および二次相転移、相平衡、臨界点

セクション6：原子および分子物理学

• 一電子原子および多電子原子のスペクトル
• LSとjjの結合
• 超微細構造
• ゼーマンとスターク効果
• 電気双極子遷移と選択規則
• 二原子分子の回転および振動スペクトル
• 二原子分子の電子遷移、フランク・コンドンの原理
• ラマン効果
• NMR、ESR、X線スペクトル
• レーザー-
• アインシュタイン係数
• 人口反転
• 2および3レベルのシステム

セクション7：固体物理とエレクトロニクス

• 結晶学の要素
• 構造決定のための回折法
• 固体の結合
• 固体の格子振動と熱特性
• 自由電子理論
• 固体のバンド理論-
• ほぼ自由な電子および緊密結合モデル
• 金属、半導体、絶縁体
• 導電率、可動性、有効質量
• 固体の光学特性、誘電特性、磁気特性
• 超伝導の要素-
• タイプIおよびタイプIIの超伝導体
• マイスナー効果
• ロンドンの方程式
• 半導体デバイス-
• ダイオード
• バイポーラ接合トランジスタ
• 電界効果トランジスタ
• オペアンプ-
• 負帰還回路
• アクティブフィルターとオシレーター
• 安定化電源
• 基本的なデジタルロジック回路、順序回路、フリップフロップ、カウンタ、レジスタ、A/DおよびD/A変換

セクション8：核物理学と素粒子物理学

• 核半径と電荷分布、核結合エネルギー、電気および磁気モーメント
• 核モデル、液滴モデル-
• 半経験的質量公式
• 原子核のフェルミ気体モデル
• 核シェルモデル
• 核力と2核子問題
• アルファ崩壊、ベータ崩壊、核の電磁遷移
• ラザフォード散乱、核反応、保存則
• 核分裂と核融合
• 粒子加速器と検出器
• 素粒子、光子、バリオン、中間子、レプトン
• クォークモデル

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