- Στοιχεία της Ειδικής Θεωρίας της Σχετικότητας: Αξιώματα της ΕΘΣ. Συνέπειες. Μετασχηματισμοί Lorentz. Ισοδυναμία μάζας – ενέργειας. Σχετικιστική ενέργεια και ορμή.
- Κβαντική φύση του φωτός: Θεωρία Planck για την ακτινοβολία του μέλανος σώματος. Φωτόνια. Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο. Φαινόμενο Compton. Δημιουργία ζεύγους.
- Ατομική δομή: Ατομικά φάσματα. Σκέδαση Rutherford. Πυρηνικές διαστάσεις. Το μοντέλο των Rutherford – Bohr για το άτομο. Κίνηση του πυρήνα. Διέγερση και αποδιέγερση ατόμων.
- Κυματική φύση των σωματιδίων: Υλοκύματα De Broglie. Κυματο-σωματικός δυϊσμός και αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg. Εξίσωση Schrödinger και η σημασία της κυματοσυνάρτησης. Απλά δυναμικά. Σωμάτιο σε κιβώτιο. Φαινόμενο σήραγγας.
- Άτομο υδρογόνου: Κβαντικοί αριθμοί στο άτομο του υδρογόνου. Στροφορμές και μαγνητικές ροπές.
- Σπιν του ηλεκτρονίου: Πείραμα Stern-Gerlach. Μεταπτώσεις. Κανόνες επιλογής. Φαινόμενο Zeeman. Λεπτή υφή.
- Πολυηλεκτρονικά άτομα: Απαγορευτική αρχή του Pauli. Περιοδικός πίνακας των στοιχείων. Ακτίνες Χ & ηλεκτρόνια Auger. Νόμος Moseley.
- Μοριακή δομή: Μοριακοί Δεσμοί. Μοριακά φάσματα.
- Δομή των υλικών: Πλέγμα, συμμετρία, κυψελίδα, κρυσταλλογραφικά επίπεδα, κατασβέσεις, ομάδες συμμετρίας. Βασικοί τύποι κρυσταλλικών δομών.
- Ακτίνες Χ: Παραγωγή ακτίνων Χ. Ερμηνεία του φάσματος ακτίνων Χ. Περίθλαση ακτίνων Χ. Οι κρύσταλλοι ως φράγματα περίθλασης. Νόμος Bragg. Συντελεστής απορρόφησης.
- Σύνδεση ακτίνων X με κρυσταλλογραφικά δεδομένα: Σκέδαση από ηλεκτρόνιο, άτομο, κυψελίδα. Πειραματικές μέθοδοι και εφαρμογές τεχνικών ακτίνων Χ στην εξέταση της δομής των υλικών. Ποιοτική και ποσοτική ανάλυση. Αρχές προσδιορισμού κρυσταλλικών δομών.
