Section

  • General

    מטרת הקורס "פיזיקה מודרנית לתלמידי הנדסת תכנה" [203-1-1651] היא להציג בפני סטודנטים שאין להם רקע מוקדם בפיזיקה (למעט פיזיקה תיכונית) את המכניקה בצורה מודרנית שמתאימה לתחום הלימוד שלהם. נושאי הליבה של הקורס יקנו לסטודנטים שליטה בסיסית במכניקה קוונטית, תוך התמקדות במערכות דיסקרטיות, לרבות מערכות קיוביט המשמשות במיחשוב קוונטי. בנוסף הקורס כולל פרקים בפיזיקה קלאסית במידה הנדרשת להבנת עקרונות הפעולה של מעגלים פשוטים. נושאי הקורס: ניסוי שני סדקים; הגדרת המושגים מהירות, תנע, מסה; חלקיק במימד אחד (המילטוניאן, אנרגיה); תנודה הרמונית, גלים; קוונטיזציה סמי-קלאסית של האנרגיה; שדה חשמלי: חוק גאוס וחוק קולון; פוטנציאל וקיבול של כדור; מעגל RC, דיודה, טרנזיסטור; דינמיקה סטוכסטית - דיפוזיה וסחיפה במערכת אתרים; חזרה על אלגברה לינארית; מתמטיקה של הזזות, תנע; מתמטיקה של סיבובים, ספין וקיטוב של אלקטרונים ופוטונים; מצבים שזורים, הצפנה קוונטית; פוסטולטים של המכניקה הקוונטית, ערכי תוחלת; אבולוציה קוונטית, המילטוניאן, קצב שינוי ערכי תוחלת; דינמיקה קוונטית במערכת דיסקרטית; צמתות ג'וזפסון וקיוביטים; מיחשוב קוונטי; ריאליזם ודטרמניזם, איינשטיין-פודולסקי-רוזן-בל; מדידה קוונטית, החתול של שרדינגר.

    מרצה: פרופ' דורון כהן
    גרסא גולמית של מאגר התרגילים (שנה"ל 2021): ד"ר תומר יגאל
    אסיסטנט (שנה"ל 2022, 2023):  יהושע ווינשטיין

    פרטי הקורס בקובץ הקורסים האוניברסיטאי
    פרטי הקורס באתר של המחלקה לפיזיקה

    • Instructions: Clicking on the section name will show / hide the section.

    • בטבלה להלן החומר המתקדם מתועד בפרקים של  lecture notes
      לחומר הבסיסי יש קישורים לתקצירי הרצאה בעברית.
      אם התקצירים הם המקור להרצאה - הפונט מודגש.
      מומלץ להסתכל בתקציר לפני שמגיעים להרצאה (עניין של 10 דקות).

      שבוע
      נושא הרצאה
      חומר בסיסי
      חומר מתקדם




      01
      הקדמה - סוגים שונים של דינמיקה (סטוכסטית/קוונטית/קלאסית)
       
      [01]
      01
      דינמיקה קוונטית - ניסוי שני סדקים, קוהרנטיות  קישור [01]
      01
      דינמיקה קוונטית - הגדרת המושגים מהירות, תנע, מסה קישור [01]




      02
      ניסוי הדגמה - עם:  (א) אלומת לייזר;  (ב) אלומת אלקטרונים


      02
      דינמיקה קלאסית - חלקיק במימד אחד
      קישור [02]
      02
      קוונטיזציה סמי-קלאסית של האנרגיה
      קישור
      [02]




      03
      דינמיקה קלאסית - תנודה הרמונית, גלים
      קישור
      [03]




      04
      שדה חשמלי: חוק גאוס וחוק קולון.
      [04]
      04
      פוטנציאל וקיבול של כדור.

      [04]
      04
      מעגל RC, דיודה, טרנזיסטור, צומת גוזפסון
      קישור
      [04]




      05
      דינמיקה סטוכסטית - דיפוזיה וסחיפה במערכת N אתרים

      [05]




      06
      ניסוי הדגמה - קיטוב של פוטונים


      06
      ספין וקיטוב של אלקטרונים ופוטונים, קיוביטים
      קישור

      06 הצפנה קוונטית
      קישור





      07
      חזרה על אלגברה לינארית

      [06]
      07
      מתמטיקה של הזזות, תנע

      [07]
      07
      מתמטיקה של סיבובים, ספין

      [08]




      08
      אבולוציה קוונטית

      [09]
      09
      דינמיקה קוונטית במערכת עם N אתרים

      [10]
      10
      מיחשוב קוונטי
      קישור
      קישור
      [11]


       

      11
      ריאליזם ודטרמיניזם?
      קישור
      [12]
      11
      אינשטיין-פודולסקי-רוזן ואי השיוויון של בל
      קישור [12]
      12
      מדידה קוונטית, החתול של שרדינגר
      קישור





      13
      דינמיקה של אלקטרונים, צמתות ג'וזפסון, מימוש קיוביטים
      (תרגיל)





      קישור עבור פורמאט תצוגה בטאבלט:  LECTURES

        View only 'Topic 1'
      • Exercises  Sets
        Set Number   
        Lecture [week]  
        Topic  

        00  -  מבחן בקיאות במתמטיקה
         
        01 [01] slits, momentum
        02 [02] classical  
        03 [03] waves
        04 [03] electrostatics
        05 [04]+[05] RC/stochastic
        06 [06] polarization
        07 [07] rotations
        08 [08] N sites Hamiltonians
        09 [09] N sites Dynamics
        10 [10]
        Qubit circuits
        11 ... Entanglement
        12 ...
        Qubit design
        View only 'Topic 2'
      • לפני שמגיעים לקורס יש לודא שליטה בנושאים הבאים:

        (1) מספרים קומפלקסיים (כולל הצגה פולרית ונוסחת אוילר).

        (2) חשבון דיפרציאלי ברמה בסיסית (נגזרות...) והכרת הפונקציות האלמנטריות (סינוס, קוסינוס, אקספוננט...)

        (3) לא נדרש רקע במשוואות דיפרנציאליות. כמו בבית ספר תיכון יש רק שתי משוואות שתופענה (מתנד הרמוני, מעגל RC) ועבורן יסופק הפתרון (סינוס/קוסינוס/אקספוננט).

        (4) אלגברה לינארית: מרחב וקטורי, בחירת בסיס, יצוג וקטורים, יצוג אופרטורים על ידי מטריצות, לכסון, מעבר בין בסיסים, טרנספורמצית דימיון. מכפלה סקלרית, אורך של וקטור. רצוי גם לדעת מה זה מכפלה פנימית.

        המקור הבא שמצאתי ברשת (אלגברה לינארית לתלמידי הנדסה) הוא הרבה יותר מפורט ממה שנדרש...
        https://www.math.bgu.ac.il/~amyekut/book/book.pdf
        ספר הלימוד הסטנדרטי שמוכר לי הוא
        ס
        . ליפשוץ, אלגברה לינארית, סדרת שאום, מהדורה ישנה (סטימצקי, 73) או חדשה (מכלול, 93).

        בשבוע הראשון של הקורס הסטודנטים יחויבו לדווח על ביצוע מבחן בקיאות במתמטיקה (מקוון).

          View only 'Topic 3'
        • (מעודכן עבור שנה"ל 2023)

          תרגילי בית על בסיס שבועי

          (1) האתר כולל מאגר של כ-50 שאלות. כ-2 שאלות כיתה וכ-3 שאלות בית כל שבוע.
          (2) הסטודנט/ית מחויב/ת לפתור את השאלות, ולהטעין את הפתרון הסרוק על פי לו"ז שנקבע.
          (3) הסטודנט/ית מחויב/ת לבצע בדיקה עצמית (מול פתרון שיסופק) ולדווח במערכת.
          (4) תוצאות הבדיקה העצמית לא ניכנסות לחישוב הציון הסופי בקורס. 

          עבודת הגשה

          (1) כל סטודנט/ית צריך להרשם לעבודת הגשה אחת מתוך רשימה שתסופק (כל הקודם זוכה).
          (*) סוגי הגשות: פתרון תרגיל מהמאגר; תקציר של נושא הרצאה; המצאת שאלות בקיאות.
          (2) יש לבצע את ההרשמה במהלך השבועיים הראשוני של הקורס (יש בשביל זה קישור יעודי).
          (3)  הסטודנט/ית מחויב/ת להזין את ההגשה מודפסת באדיטור של המודל.  
          (4) יש להגיש את הפתרונות המודפסים בהתאם לדדליין של ההגשות השבועיות. 
          (5) שאר הסטודנטים יכולים לתת רייטינג להגשות. הרייטינג לא ניכנס לחישוב הציון הסופי.

          המבחן הסופי:

          • המבחן יכלול 2 שאלות שיבחרו מתוך המאגר (עם אופציה לעריכה / שינוי גרסא / תוספת סעיף).
          • המבחן יכלול בנוסף שאלה אחת שמטרתה לבדוק בקיאות בחומר של ההרצאות.
          • אורך המבחן יהיה שעתיים.  

          מרכיבי הציון הסופי

          15%- עמידה בחובת הגשת פתרונות סרוקים על בסיס שבועי (כולל דיווח בדיקה). [*]
          25% - עבודת הגשה
          40% - בחינה סופית: 2 שאלות מבוססות תרגול  (20% כל אחת)
          20% - בחינה סופית: שאלה אחת מבוססת הרצאה.
          [*] במקרה שתתגלה הגשה כוזבת -  זו עברת משמעת - יינקטו צעדים בהתאם לחוקי האוניברסיטה. בררת מחדל - קבלת ציון אפס על מרכיב הבית שהוא 40% מהציון הסופי, כך שהציון הסופי המכסימלי בקורס הוא 60 אם הביצוע של המבחן מושלם.

          תאום מול ועד הכיתה

          אם יש בעיות עם האתר / ההרצאות / התרגולים -- נא לדווח בזמן אמיתי.
          טענות בדיעבד ("פוסטמורטום") לא יכובדו.
          מדיניות הרישום לעבודת הגשה נקבעת בתאום ובשיתוף פעולה עם ועד הכיתה.

          דפי נוסחאות

          ועד הכיתה מוסמך למנות 2 סטודנטים שיהיו אחראים על הכנת דפי נוסחאות עבור הבחינה. נוסחא לגיטימית היא זהות מתמטית או נוסחא פיזיקלית שמופיעה בתקצירי ההרצאה, ושדרושה לצורך פתרון שאלות במאגר התרגילים. הסטודנטים האלה יחלקו ביניהם את העבודה (עריכה באמצעות האדיטור של המודל). דפי הנוסחאות שהם יכינו יוכרו כחליפיים לעבודת הגשה (יוגשו באותו ממשק כמון שאר העבודות). העבודה על הדפים תתואם מול המרצה בזמן אמיתי. הדפים יהיו מוכנים בסוף שבוע 10 של הסמסטר.

          View only 'Topic 4'
        • פניה בנושאים לא אישיים (שאלות על החומר וכיו"ב) - רק באמצעות הפורום.

          View only 'Topic 5'
        • ההרצאות תהינה פרונטליות. אבל יופעל זום לטובת הנשארים בבית.
          הזום יוקלט. כל ההקלטות תהינה זמינות באתר המודל. 
          מוצע שועד הכיתה ימנה סטודנט שיודא בזמן אמיתי שהזום עובד כמו שצריך, ושיבצע הקלטת גיבוי של ההרצאה.

          קישור זום קבוע נמצא למעלה. אפשר למצוא שם את ההקלטות מיידית אחרי השעור.
          לאחר כיממה ההקלטות עולות מאתר-הזום לאתר-המודל ואפשר למצוא אותן בקישור להלן:

          • Zoom links (do not use the BGU Zoom link) External tool
            Restricted Not available unless: Your Email address contains bgu.ac.il
          View only 'Topic 6'
        • Exercises  Sets
          Set Number   
          Lecture [week]  
          Topic  

          01 [01] slits, momentum
          02 [02] classical  
          03 [03] waves
          04 [03] electrostatics
               חופשת פסח
           
          05 [04]+[05] RC/stochastic

             יום העצמאות
           
          06 [06] polarization
          07 [07] rotations
          08 [09] N sites Hamiltonians
          09 [10] N sites Dynamics
          12 [11]
          Qubit circuits
          11 ... Entanglement
          10 ...
          Qubit design


          אנו מבצעים הגהות על כל סט של שאלות, ומוסיפים לסט פתרונות סופיים, בתחילת השבוע שבו מועבר התירגול.
          הפתרונות מופיעים כשמסיימים את ביצוע ההגשה.
          אתם יכולים לבצע "הגשת סרק" כדי לראות את הפתרונות לפני שאתם מבצעים את ההגשה בפועל.
          (אין הגבלה על מספר ניסיונות ההגשה).

          View only 'Topic 7'
        • הפתרונות המוגשים על ידי הסטודנטים צריכים להיות מודפסים באדיטור של המודל. 
          פתרונות סרוקים יפסלו!
          נא לבצע רייטינג של הפתרונות כדי שנוכל לודא שתהיה לכם דרך להתכונן למבחן...

          View only 'Topic 8'
        • View only 'Topic 9'