הקורס "מסע אל לב האטום – גילוי סודות היקום הקוונטי" מציע לסטודנטים הזדמנות ייחודית לצלול אל העולם המסתורי והמופלא של האובייקטים הזעירים ביותר ביקום – חלקיקי האטום. במסגרת זו, נחקור ביסודיות את יסודות המכניקה הקוונטית, תיאוריה מהפכנית שהפיזיקאים הדגולים ביותר מתארים כ"תפיסה בלתי-נתפסת של היקום". הקורס יעמיק בהבנת המונחים ועקרונות היסוד המהווים את הבסיס לתיאוריה הקוונטית, כגון פונקציית הגל, ההמילטוניאן, דיסקרטיזציה של האנרגיה והתנע, ועקרון אי-הוודאות של הייזנברג. נחקור לעומק אפקטים ואינטראקציות קוונטיות מרתקות המאפיינות את התנהגותם של החלקיקים האלמנטריים, כולל הדואליות המפתיעה של חלקיק-גל, סופרפוזיציה של מצבים עצמיים, תהליך קריסת פונקציית הגל, התנהגות חלקיקים בנוכחות מחסום פוטנציאלי, האפקט הפוטואלקטרי המהפכני, וקרינת גוף שחור. נעמיק בניתוח דרכי החשיבה והפעולה הייחודיות של האבות המייסדים של התורה הקוונטית, כולל מקס פלאנק, ארווין שרדינגר, וורנר הייזנברג, ואחרים, תוך בחינת תרומתם המכרעת להתפתחות המדע המודרני. מטרות הקורס כוללות פיתוח יכולת מעמיקה לתאר ולהסביר את העקרונות והגדלים הפיזיקליים הבסיסיים המאפיינים את התיאוריה הקוונטית, הבנה מעמיקה של הקשר והמעבר בין הפיזיקה הקלאסית לפיזיקה המודרנית, והקניית בסיס חיוני להמשך למידה בתחומי הפיזיקה הקוונטית המתקדמת. הקורס מדגיש את החשיבות והפוטנציאל האינסופי הגלום בתחום זה לקידום החברה האנושית, תוך פיתוח מיומנויות חשיבה יצירתית, הסקה לוגית ופתרון בעיות מורכבות. מתוך שאיפה לעורר סקרנות עמוקה ומוטיבציה גבוהה, הקורס מכוון להכשיר את הסטודנטים להשתלבות מוצלחת בלימודים מתקדמים בתחומי המדע והטכנולוגיה החדשניים ביותר של המאה ה-21.
* הקורס יותאם לרמת כל שכבת גיל.
The course "Journey to the Heart of the Atom – Unveiling the Secrets of the Quantum Universe" offers students a unique opportunity to delve into the mysterious and wondrous world of the smallest objects in the universe – atomic particles. In this context, we will thoroughly explore the foundations of quantum mechanics, a revolutionary theory that the most eminent physicists describe as an "inconceivable conception of the universe". The course will deepen understanding of the terms and fundamental principles that form the basis of quantum theory, such as the wave function, the Hamiltonian, discretization of energy and momentum, and Heisenberg's uncertainty principle.
We will explore in depth fascinating quantum effects and interactions that characterize the behavior of elementary particles, including the surprising wave-particle duality, superposition of eigenstates, the process of wave function collapse, particle behavior in the presence of a potential barrier, the revolutionary photoelectric effect, and black body radiation. We will delve into analyzing the unique ways of thinking and action of the founding fathers of quantum theory, including Max Planck, Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, and others, while examining their crucial contribution to the development of modern science.
Course objectives include developing an in-depth ability to describe and explain the basic principles and physical quantities that characterize quantum theory, a deep understanding of the connection and transition between classical physics and modern physics, and providing an essential basis for further learning in advanced quantum physics.
The course emphasizes the importance and infinite potential inherent in this field for the advancement of human society, while developing skills in creative thinking, logical inference, and solving complex problems. With the aim of arousing deep curiosity and high motivation, the course is designed to prepare students for successful integration into the most innovative science and technology advanced studies of the 21st century.
* The course material will be tailored to the age of the learners.