GATE Physics Syllabus 2027 PDF Download
The GATE Physics Syllabus 2027 has been released by the organizing IIT for candidates appearing in the GATE 2027 examination.
The syllabus includes important topics from Mathematical Physics, Classical Mechanics, Electromagnetic Theory, Quantum Mechanics, Thermodynamics and Statistical Physics, Atomic and Molecular Physics, Solid State Physics, Electronics, and Nuclear and Particle Physics. Candidates should study the subject-wise topics to prepare for the examination. The complete syllabus is available in PDF format for download.
GATE Physics Syllabus 2027 Overview
| Subject | Details |
|---|---|
| Exam Name | GATE 2027 (Graduate Aptitude Test in Engineering) |
| Conducting Body | Indian Institute of Technology |
| Paper Name | Physics |
| Paper Code | PH |
| Total Questions | 65 |
| Topics Covered | Mathematical Physics, Classical Mechanics, Electromagnetic Theory, Quantum Mechanics, Thermodynamics and Statistical Physics, Atomic and Molecular Physics, Solid State Physics, Electronics, Nuclear and Particle Physics |
| Total Marks | 100 |
| Syllabus Status | Released |
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GATE Physics Syllabus 2027 PDF Download – Direct Link
Candidates can download the GATE Physics syllabus PDF from the direct link given below.
GATE Physics Syllabus 2027 – Topic Wise
The GATE Physics syllabus covers various sections related to mathematical physics, classical mechanics, electromagnetic theory, quantum mechanics, thermodynamics, atomic and molecular physics, solid state physics, electronics, and nuclear and particle physics. Candidates can check the subject-wise topics below.
Section 1: Mathematical Physics (गणितीय भौतिकी)
Vector Calculus (सदिश कलन): Linear vector space: basis, orthogonality and completeness (रैखिक सदिश समष्टि: आधार, लंबकोणीयता और संपूर्णता); matrices (आव्यूह); similarity transformations, diagonalization, eigen values and eigen vectors (समरूपता रूपांतरण, विकर्णीकरण, आइगेन मान और आइगेन सदिश); linear differential equations: second order linear differential equations and solutions involving special functions (रैखिक अवकल समीकरण: द्वितीय कोटि रैखिक अवकल समीकरण और विशेष फलनों से जुड़े हल); complex analysis: Cauchy-Riemann conditions, Cauchy’s theorem, singularities, residue theorem and applications (सम्मिश्र विश्लेषण: कॉची-रीमान प्रतिबंध, कॉची का प्रमेय, विलक्षणताएँ, अवशेष प्रमेय और अनुप्रयोग); Laplace transform, Fourier analysis (लाप्लास रूपांतर, फूरियर विश्लेषण); elementary ideas about tensors: covariant and contravariant tensors (टेंसरों के बारे में प्रारंभिक विचार: सहप्रभेदी और विपरीतप्रभेदी टेंसर).
Section 2: Classical Mechanics (शास्त्रीय यांत्रिकी)
Lagrangian Formulation (लाग्रेंजियन सूत्रीकरण): D’Alembert’s principle, Euler-Lagrange equation, Hamilton’s principle, calculus of variations (डी’एलेम्बर्ट का सिद्धांत, यूलर-लाग्रेंज समीकरण, हैमिल्टन का सिद्धांत, प्रकारांतर कलन); symmetry and conservation laws (सममिति और संरक्षण नियम); central force motion: Kepler problem and Rutherford scattering (केन्द्रीय बल गति: केप्लर समस्या और रदरफोर्ड प्रकीर्णन); small oscillations: coupled oscillations and normal modes (लघु दोलन: युग्मित दोलन और प्रसामान्य मोड); rigid body dynamics: inertia tensor, orthogonal transformations, Euler angles, Torque free motion of a symmetric top (दृढ़ पिंड गतिकी: जड़त्वाघूर्ण टेंसर, लंबकोणीय रूपांतरण, यूलर कोण, सममित लट्टू की बलाघूर्ण-मुक्त गति); Hamiltonian and Hamilton’s equations of motion (हैमिल्टोनियन और हैमिल्टन के गति समीकरण); Liouville’s theorem (लिउविल का प्रमेय); canonical transformations: action-angle variables, Poisson brackets, Hamilton-Jacobi equation (विहित रूपांतरण: क्रिया-कोण चर, प्वासों कोष्ठक, हैमिल्टन-जैकोबी समीकरण).
Special Theory of Relativity (विशेष आपेक्षिकता सिद्धांत): Lorentz transformations, relativistic kinematics, mass-energy equivalence (लॉरेंज रूपांतरण, आपेक्षिकीय गतिकी, द्रव्यमान-ऊर्जा तुल्यता).
Section 3: Electromagnetic Theory (विद्युत चुंबकीय सिद्धांत)
Solutions of electrostatic and magnetostatic problems including boundary value problems (स्थिरवैद्युत और स्थिरचुंबकीय समस्याओं के हल जिनमें सीमा मान समस्याएँ शामिल हैं); method of images (प्रतिबिम्ब विधि); separation of variables (चर पृथक्करण); dielectrics and conductors (पारद्युतिक और चालक); magnetic materials (चुंबकीय पदार्थ); multipole expansion (बहुध्रुवीय विस्तार); Maxwell’s equations (मैक्सवेल के समीकरण); scalar and vector potentials (अदिश और सदिश विभव); Coulomb and Lorentz gauges (कूलम्ब और लॉरेंज गेज); electromagnetic waves in free space, non-conducting and conducting media (मुक्त स्थान, गैर-चालक और चालक माध्यमों में विद्युत चुंबकीय तरंगें); reflection and transmission at normal and oblique incidences (अभिलंब और तिर्यक आपतन पर परावर्तन और संचरण); polarization of electromagnetic waves (विद्युत चुंबकीय तरंगों का ध्रुवण); Poynting vector, Poynting theorem, energy and momentum of electromagnetic waves (पॉयंटिंग सदिश, पॉयंटिंग प्रमेय, विद्युत चुंबकीय तरंगों की ऊर्जा और संवेग); radiation from a moving charge (गतिशील आवेश से विकिरण).
Section 4: Quantum Mechanics (क्वांटम यांत्रिकी)
Postulates of quantum mechanics (क्वांटम यांत्रिकी के अभिगृहीत); uncertainty principle (अनिश्चितता सिद्धांत); Schrodinger equation (श्रोडिंगर समीकरण); Dirac Bra-Ket notation, linear vectors and operators in Hilbert space (डिराक ब्रा-कैट संकेतन, हिल्बर्ट समष्टि में रैखिक सदिश और संकारक); one dimensional potentials: step potential, finite rectangular well, tunneling from a potential barrier, particle in a box, harmonic oscillator (एक-विमीय विभव: सोपान विभव, परिमित आयताकार कूप, विभव बाधा से सुरंगन, डिब्बे में कण, हार्मोनिक दोलक); two and three dimensional systems: concept of degeneracy (द्वि- और त्रि-विमीय प्रणालियाँ: अधोगति की अवधारणा); hydrogen atom (हाइड्रोजन परमाणु); angular momentum and spin (कोणीय संवेग और स्पिन); addition of angular momenta (कोणीय संवेगों का योग); variational method and WKB approximation, time independent perturbation theory (प्रकारांतर विधि और WKB सन्निकटन, समय-स्वतंत्र क्षोभ सिद्धांत); elementary scattering theory, Born approximation (प्रारंभिक प्रकीर्णन सिद्धांत, बोर्न सन्निकटन); symmetries in quantum mechanical systems (क्वांटम यांत्रिकी प्रणालियों में सममितियाँ).
Section 5: Thermodynamics and Statistical Physics (ऊष्मागतिकी और सांख्यिकीय भौतिकी)
Laws of thermodynamics (ऊष्मागतिकी के नियम); macrostates and microstates (स्थूल अवस्थाएँ और सूक्ष्म अवस्थाएँ); phase space (प्रावस्था समष्टि); ensembles (समुच्चय); partition function, free energy, calculation of thermodynamic quantities (विभाजन फलन, मुक्त ऊर्जा, ऊष्मागतिकी राशियों की गणना); classical and quantum statistics (शास्त्रीय और क्वांटम सांख्यिकी); degenerate Fermi gas (अधोगत फर्मी गैस); black body radiation and Planck’s distribution law (कृष्ण पिंड विकिरण और प्लांक का वितरण नियम); Bose-Einstein condensation (बोस-आइंस्टीन संघनन); first and second order phase transitions, phase equilibria, critical point (प्रथम और द्वितीय कोटि प्रावस्था संक्रमण, प्रावस्था साम्य, क्रांतिक बिंदु).
Section 6: Atomic and Molecular Physics (परमाणु और आणविक भौतिकी)
Spectra of one-and many-electron atoms (एक-और बहु-इलेक्ट्रॉन परमाणुओं के स्पेक्ट्रा); spin-orbit interaction: LS and jj couplings (स्पिन-कक्षा अंतःक्रिया: LS और jj युग्मन); fine and hyperfine structures (सूक्ष्म और अतिसूक्ष्म संरचनाएँ); Zeeman and Stark effects (जीमैन और स्टार्क प्रभाव); electric dipole transitions and selection rules (विद्युत द्विध्रुव संक्रमण और चयन नियम); rotational and vibrational spectra of diatomic molecules (द्विपरमाणुक अणुओं के घूर्णी और कंपन स्पेक्ट्रा); electronic transitions in diatomic molecules, Franck-Condon principle (द्विपरमाणुक अणुओं में इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण, फ्रैंक-कॉन्डन सिद्धांत); Raman effect (रमन प्रभाव); EPR, NMR, ESR, X-ray spectra (EPR, NMR, ESR, एक्स-किरण स्पेक्ट्रा); lasers: Einstein coefficients, population inversion, two and three level systems (लेसर: आइंस्टीन गुणांक, जनसंख्या व्युत्क्रमण, द्वि- और त्रि-स्तरीय प्रणालियाँ).
Section 7: Solid State Physics (ठोस अवस्था भौतिकी)
Elements of crystallography (क्रिस्टलोग्राफी के तत्व); diffraction methods for structure determination (संरचना निर्धारण के लिए विवर्तन विधियाँ); bonding in solids (ठोसों में आबंधन); lattice vibrations and thermal properties of solids (जालक कंपन और ठोसों के तापीय गुण); free electron theory (मुक्त इलेक्ट्रॉन सिद्धांत); band theory of solids: nearly free electron and tight binding models (ठोसों का बैंड सिद्धांत: लगभग-मुक्त इलेक्ट्रॉन और दृढ़ बंधन मॉडल); metals, semiconductors and insulators (धातु, अर्धचालक और विद्युतरोधी); conductivity, mobility and effective mass (चालकता, गतिशीलता और प्रभावी द्रव्यमान); Optical properties of solids (ठोसों के प्रकाशिक गुण); Kramer’s-Kronig relation, intra- and inter-band transitions (क्रेमर्स-क्रोनिग संबंध, अंतः- और अंतर-बैंड संक्रमण); dielectric properties of solid; dielectric function, polarizability, ferroelectricity (ठोसों के पारद्युतिक गुण; पारद्युतिक फलन, ध्रुवणशीलता, लौहविद्युत); magnetic properties of solids; dia, para, ferro, antiferro and ferri- magnetism, domains and magnetic anisotropy (ठोसों के चुंबकीय गुण; प्रतिचुंबकत्व, अनुचुंबकत्व, लौहचुंबकत्व, प्रतिलौहचुंबकत्व और फेरीचुंबकत्व, डोमेन और चुंबकीय अनआइसोट्रॉपी); superconductivity: Type-I and Type-II superconductors, Meissner effect, London equation, BCS Theory, flux quantization (अतिचालकता: प्रकार-I और प्रकार-II अतिचालक, माइस्नर प्रभाव, लंदन समीकरण, BCS सिद्धांत, फ्लक्स क्वांटीकरण).
Section 8: Electronics (इलेक्ट्रॉनिक्स)
Semiconductors in Equilibrium: Electron and hole statistics in intrinsic and extrinsic semiconductors (साम्य में अर्धचालक: अंतर्निहित और बाह्य अर्धचालकों में इलेक्ट्रॉन और होल सांख्यिकी); metal-semiconductor junctions (धातु-अर्धचालक संधियाँ); Ohmic and rectifying contacts (ओमिक और दिष्टकारी संपर्क); PN diodes, bipolar junction transistors, field effect transistors (PN डायोड, द्विध्रुवी संधि ट्रांजिस्टर, क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर); negative and positive feedback circuits (ऋणात्मक और धनात्मक पश्च पोषण परिपथ); oscillators, operational amplifiers, active filters (दोलक, ऑपरेशनल प्रवर्धक, सक्रिय फिल्टर); basics of digital logic circuits, combinational and sequential circuits, flip-flops, timers, counters, registers, A/D and D/A conversion (डिजिटल तर्क परिपथों के मूल सिद्धांत, संयोजी और अनुक्रमिक परिपथ, फ्लिप-फ्लॉप, टाइमर, काउंटर, रजिस्टर, A/D और D/A रूपांतरण).
Section 9: Nuclear and Particle Physics (नाभिकीय और कण भौतिकी)
Nuclear radii and charge distributions, nuclear binding energy, electric and magnetic moments (नाभिकीय त्रिज्याएँ और आवेश वितरण, नाभिकीय बंधन ऊर्जा, विद्युत और चुंबकीय आघूर्ण); semi-empirical mass formula (अर्ध-अनुभवजन्य द्रव्यमान सूत्र); nuclear models; liquid drop model, nuclear shell model (नाभिकीय मॉडल; द्रव बूंद मॉडल, नाभिकीय कोश मॉडल); nuclear force and two nucleon problem (नाभिकीय बल और द्वि-न्यूक्लियॉन समस्या); alpha decay, beta-decay, electromagnetic transitions in nuclei (अल्फा क्षय, बीटा-क्षय, नाभिकों में विद्युत चुंबकीय संक्रमण); Rutherford scattering, nuclear reactions, conservation laws (रदरफोर्ड प्रकीर्णन, नाभिकीय अभिक्रियाएँ, संरक्षण नियम); fission and fusion (विखंडन और संलयन); particle accelerators and detectors (कण त्वरक और संसूचक); elementary particles; photons, baryons, mesons and leptons (मूल कण; फोटॉन, बेरिऑन, मेसॉन और लेप्टॉन); quark model (क्वार्क मॉडल); conservation laws, isospin symmetry, charge conjugation, parity and time-reversal invariance (संरक्षण नियम, समप्रायुक्ति सममिति, आवेश संयुग्मन, समता और समय-प्रतिलोमन अचरता)