Fizik II(ING117-A)
| Ders Kodu | Dersin Adı | Yarıyıl | Teori | Uygulama | Lab | Kredisi | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ING117-A | Fizik II | 2 | 3 | 0 | 2 | 4 | 5 |
| Ön Koşul | |
| Derse Kabul Koşulları |
| Dersin Dili | Fransızca |
| Türü | Zorunlu |
| Dersin Düzeyi | Lisans |
| Dersi Veren(ler) | Erden TUĞCU etugcu@gsu.edu.tr (Email) |
| Dersin Yardımcıları | Mustafa Berk BACAKSIZ mbacaksız@gsu.edu.tr (Email) |
| Dersin Amacı | Bu dersin temel amacı, öğrencilere elektromanyetik teorinin evrensel yasalarını, durgun yüklerden hareketli yüklerin dinamiğine ve nihayetinde elektromanyetik dalgalara uzanan bütüncül bir yaklaşımla kavratmaktır. Ders, elektrostatik ve manyetostatik ilkelerin sağlam bir matematiksel altyapı (vektörel analiz, yüzey ve hacim integralleri) ile modellenmesinden yola çıkarak, elektrik ve manyetik alanların dinamik etkileşimini özetleyen Maxwell Denklemleri'nin derinlemesine anlaşılmasını hedefler. Sınıf içi interaktif problem çözümleri ve aktif öğrenme (ters yüz sınıf / classe inversée) metodolojisiyle desteklenen bu süreç, öğrencilere soyut elektromanyetik kavramları elektrik devreleri, indüksiyon sistemleri ve dalga yayılımı gibi somut mühendislik problemlerine uygulayabilme yetkinliği (problem çözme formasyonu) kazandırmayı amaçlamaktadır. |
| İçerik |
-1. Elektrostatik Yük kavramı (Noktasal, çizgisel, yüzeysel ve hacimsel yük dağılımları) Coulomb Yasası Elektrik Alan ve elektrik alan çizgileri Elektriksel Potansiyel ve potansiyel enerji Gauss Yasası ve simetrik yük dağılımlarına uygulamaları Sığa (Kapasitans), Kapasitörler ve Dielektrik malzemeler 2. Magnetostatik Manyetik alan kavramı ve manyetik kuvvet (Lorentz Kuvveti) Akımın manyetik etkisi (Hareketli yüklerin manyetik alanı) Biot-Savart Yasası Ampere Yasası ve uygulamaları 3. Elektrodinamik: İndüksiyon Manyetik Akı kavramı Faraday İndüksiyon Yasası Lenz Yasası (İndüksiyon akımının yönü ve enerjinin korunumu) Hareketli emk Öz-indüksiyon ve Karşılıklı indüksiyon Manyetik alan enerjisi 4. Elektrik Devreleri: Doğru Akım Devreleri Akım şiddeti, akım yoğunluğu ve direnç (Ohm Yasası) Elektromotor kuvvet (emk) ve gerilim Kirchhoff Yasaları (Düğüm ve Çevre kuralları) Thevenin ve Norton teoremleri 5. Maxwell Denklemleri Deplasman akımı ve Ampere-Maxwell Yasası (Zamanla değişen elektrik alanın manyetik alan yaratması) Maxwell Denklemlerinin bütüncül formu (İntegral ve diferansiyel ifadeleri): Elektrik için Gauss Yasası Manyetizma için Gauss Yasası (Manyetik monopollerin yokluğu) Faraday Yasası Ampere-Maxwell Yasası 6. Elektromanyetik Dalgalar Elektromanyetik dalga denkleminin Maxwell denklemlerinden çıkarımı Düzlem elektromanyetik dalgaların özellikleri (E ve B alanlarının birbirine ve yayılma yönüne dikliği) Işık hızı (c) ile boşluğun elektriksel (?_0) ve manyetik ?(µ?_0) geçirgenliği arasındaki ilişki Poynting Vektörü: Elektromanyetik dalgalarda enerji taşınımı ve momentum Elektromanyetik spektrum |
| Dersin Öğrenme Çıktıları |
• 1: Noktasal ve sürekli yük dağılımları için elektrik alanı ve elektriksel potansiyeli, Coulomb ve Gauss yasalarını kullanarak hesaplayabilme. • 2: Hareketli yüklerin ve akımların oluşturduğu manyetik alanları Biot-Savart ve Ampere yasaları ile belirleyebilme; yüklere etki eden manyetik kuvvetleri (Lorentz kuvveti) analiz edebilme. • 3: Doğru akım (DC) devrelerinde Ohm ve Kirchhoff yasaları ile Thevenin/Norton teoremlerini kullanarak akım, gerilim ve eşdeğer direnç hesaplamalarını yapabilme. • 4: Faraday ve Lenz yasalarını kullanarak elektromanyetik indüksiyon olaylarını modelleyebilme ve dinamik sistemlerde indüklenen elektromotor kuvvetini (emk) belirleyebilme. • 5: Elektrik ve manyetik alanlar arasındaki dinamik etkileşimi ve doğadaki simetriyi özetleyen Maxwell denklemlerini integral ve diferansiyel formda yorumlayabilme. • 6: Maxwell denklemlerinden elektromanyetik dalga denklemini çıkarabilme; dalgaların boşlukta yayılımını ve Poynting vektörü yardımıyla enerji taşınımını değerlendirebilme. |
| Öğretim Yöntemleri |
Bu derste, öğrencilerin analitik düşünme becerilerini en üst düzeye çıkarmak ve teorik bilgiyi pratiğe dönüştürmek amacıyla "Ters Yüz Sınıf" (Flipped Classroom / Classe Inversée) modeli ve aktif öğrenme stratejileri uygulanmaktadır. • Ters Yüz Sınıf Uygulaması: Geleneksel teorik bilgi aktarımı ders saatleri dışına taşınmıştır. Öğrencilerin, her ders öncesinde öğrenim yönetim sisteminde (Moodle/Teams) paylaşılan okuma materyallerini ve konu anlatımlarını inceleyerek sınıfa hazırlıklı gelmeleri beklenir. • Sınıf İçi Aktif Öğrenme: Sınıf ortamı, pasif dinleme alanı olmaktan çıkarılıp; önceden çalışılmış konuların (örneğin Maxwell denklemleri, karmaşık devre analizleri) derinlemesine tartışıldığı ve zorlu mühendislik problemlerinin çözüldüğü bir "interaktif laboratuvar/atölye" olarak kullanılır. • Dinamik Dijital Anlatım: Dersler, tablet ve OpenBoard gibi etkileşimli dijital beyaz tahta uygulamaları üzerinden işlenir. Elektrik ve manyetik alan çizgilerinin modellenmesi, üç boyutlu vektörel analizler ve zorlu kalkülüs türetmeleri öğrencilerle etkileşim halinde anlık olarak tahtada inşa edilir. • Akran Öğrenmesi (Peer Instruction): Sınıf içi yönlendirici sorularla öğrencilerin kavramlar üzerine kendi aralarında tartışmaları ve doğru matematiksel/fiziksel modele ulaşmaları teşvik edilir. • Gerçek Dünya Mühendislik Modellemesi: Soyut elektromanyetik yasalar; doğru akım devreleri, indüksiyon motorları ve haberleşme sistemleri gibi doğrudan mühendislik uygulamalarından alınan güncel örneklerle somutlaştırılır. |
| Kaynaklar |
Ders notları ve Alıştırmalar moodle/teams öğrenim platformları |
Teori Konu Başlıkları
| Hafta | Konu Başlıkları |
|---|
Uygulama Konu Başlıkları
| Hafta | Konu Başlıkları |
|---|
Başarı Notuna Etki Oranları
| Sayı | Katkı Payı | |
|---|---|---|
| Toplam | 0 | 0 |
Yarıyıl İçi Çalışmaları
| Sayı | Katkı Payı | |
|---|---|---|
| Toplam | 0 | 0 |
| Numara | Program Yeterlilikleri | Puan | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| Etkinlikler | Sayı | Süre | Toplam İş Yükü |
|---|---|---|---|
| Toplam İş Yükü | 0 | ||
| Toplam İş Yükü / 25 | 0.00 | ||
| Dersin AKTS Kredisi | 0 | ||