Fornire le conoscenze di base sulla meccanica quantistica e gli strumenti necessari per affrontare lo studio dei materiali.
Lo scopo del corso è portare gli studenti a un buon livello di conoscenza dei principali effetti quantistici negli atomi, nuclei e molecole, nei gas e nella materia condensata.
TRADIZIONALE
Il corso, dopo un’introduzione ai primi sviluppi storici della fisica quantistica e ai più semplici effetti quantistici nella fisica statistica, tratta le principali applicazioni dell’equazione di Schroedinger inquadrandoli nell’ambito del formalismo generale della meccanica quantistica e fornisce i metodi di risoluzione perturbativi e variazionali.
Dettaglio del calendario (70 ore che includono le ore di esercitazione):
- La crisi della fisica classica (8 ore): I modelli atomici, l'effetto fotoelettrico, l'effetto Compton, la teoria microscopica classica del calori specifici, lo spettro di assorbimento ed emissione degli atomi.
- La vecchia teoria quantistica (8 ore): la condizione di quantizzazione di Bohr-Sommerfeld, la lunghezza d'onda di De Broglie, la dualità onda corpuscolo. La teoria quantistica dei calori specifici. Il corpo nero e lo spettro di Planck.
- Complementi di matematica (4 ore): Numeri complessi. Matrici, sistemi lineari.
- Il formalismo della meccanica quantistica (10 ore): il principio di sovrapposizione, stati, vettori, operatori e osservabili, la funzione d'onda nella rappresentazione di Schroedinger.
- L'equazione di Schroedinger e le sue applicazioni (16 ore): Spettri continui e discreti. L'oscillatore armonico. Buche di potenziale. Effetto tunnel. Potenziali periodici e bande.
- L'atomo (12 ore): Il momento angolare. L'atomo di idrogeno. Lo spin dell'elettrone. Il principio di esclusione di Pauli.
- Metodi di approssimazione perturbativi e variazionali (12 ore): Effetto Stark ed effetto Zeeman. L'atomo di elio. Metodi variazionali. Molecole e legami chimici.
CAMILLO IMBIMBO (Presidente)
NICOLA MAGGIORE
NICODEMO MAGNOLI
SILVANA TERRENI
Dal 20 febbraio 2017
FISICA MODERNA
Scritto, Orale
