PRESENTAZIONE

Elementi e Applicazioni di Fisica Moderna (EAFM, codice 90693) vale 6 crediti (52 ore) e si svolge nel secondo semestre dei seguenti anni: 1°  o 2° anno della LM in Matematica. Le lezioni si tengono in lingua italiana, a parte esplicite richieste di tenerle in inglese.

Per gli studenti iscritti, il materiale didattico è disponibile su AulaWeb.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento si pone l’obiettivo di preparare gli studenti all’insegnamento relativo alla parte di Fisica Moderna che si svolge nella scuola secondaria superiore. Per questo ha come scopo  quello  sviluppare competenze di base di meccanica quantistica e di relatività ristretta stimolando  l'interesse e la comprensione di fenomeni fisici associati a questi argomenti. Ciò consentirà  di fornire adeguati strumenti al futuro insegnante per  svolgere in pieno controllo le lezioni relative a questa parte di programma, evidenziando anche applicazioni  nel campo delle moderne tecnologie quantistiche.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L'insegnamento fornisce una conoscenza di base sulla fisica moderna. Al termine dell'insegnamento lo studente avrà acquisito le competenze necessarie per comprendere i principali fenomeni della  relatività ristretta  e le basi della meccanica quantistica affrontando questi argomenti dal punto di vista sia storico che concettule.  Tale conoscenze risulteranno fondamentali per chi volesse intraprendere l'insegnemento della fisica nella scuola superiore.

MODALITA' DIDATTICHE

Tradizionale: lezioni frontali con esempi e applicazioni svolti dai docenti.

PROGRAMMA/CONTENUTO

1. Introduzione alla Relatività Speciale
   
   Brevi richiami di relatività classica ed equazione delle onde elettromagnetiche
   Esperimento di Michelson e Morley
   Postulati di Einstein
   Trasformazioni di Lorentz
   Rudimenti di dinamica relativistica
   Applicazioni
    
2. Meccanica quantistica
   
   Dualismo onda-corpuscolo per la radiazione elettromagnetica
   Richiami sull’interferenza di onde elettromagnetiche
   Effetto fotoelettrico e concetto di fotone
   Radiazione da corpo nero
   Complementarità tra stati, interpretazione probabilistica
   Relazione di indeterminazione per fotoni

   Dualismo onda-corpuscolo per la materia 
   Fenomenologia Atomica: spettri di emissione e modello di Bohr
   Ipotesi di De Broglie
   Effetti di interferenza con particelle
   Relazione di indeterminazione di Heisenberg e pacchetti d’onda

   Equazione di Schroedinger
   Equazione stazionaria e dipendente dal tempo
   Interpretazione probabilistica della funzione d’onda
   Particella in una scatola
   Effetto tunnel
   Applicazione: microscopi elettronici a effetto tunnel e a forza atomica

   Modelli atomici e statistica delle particelle
   Atomo di idrogeno, spin, transizioni
   Principio di esclusione
   Cenni alle statistiche di Fermi e di Bose
   Atomi a più elettroni

TESTI/BIBLIOGRAFIA

K. S. Krane "Modern Physics, 3rd edition" (Wiley)
​V. A. Ugarov "Special Relativity" (MIR)

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Dal 17 febbraio 2025 secondo l'orario riportato qui 

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Orale

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L'esame orale permetterà di valutare la conoscenza del candidato dei principali fenomeni quantistici e relavistici discussi durante il corso e la sua capacità di identificare il loro ruolo nella spiegazione dei fenomeni naturali e del funzionamento dei dispositivi e delle tecnologie discussi a lezione.