CODICE 57227 ANNO ACCADEMICO 2018/2019 CFU 8 cfu anno 2 SCIENZA DEI MATERIALI 8765 (L-30) - GENOVA SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE FIS/02 LINGUA Italiano SEDE GENOVA PERIODO 2° Semestre PROPEDEUTICITA Propedeuticità in ingresso Per sostenere l'esame di questo insegnamento è necessario aver sostenuto i seguenti esami: SCIENZA DEI MATERIALI 8765 (coorte 2017/2018) FISICA GENERALE (1° E 2° MODULO) 52451 2017 MATERIALE DIDATTICO AULAWEB PRESENTAZIONE Il corso illustra i principi fisici della meccanica quantistica, le sue motivazioni fisiche, le basi matematiche del suo formalismo, e le applicazioni principali alla fisica degli atomi e delle molecole, nei gas e nella materia condensata. OBIETTIVI E CONTENUTI OBIETTIVI FORMATIVI Fornire un buon livello di conoscenza dei principali effetti quantistici negli atomi, nuclei e molecole, nei gas e nella materia condensata OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO 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. Ci si aspetta che lo studente acquisisca una comprensione dei principi di base che caratterizzano la descrizione quantistica dei fenomeni fisici per i quali tale descrizione è necessaria, e che sia in grado di risolvere problemi elementari che coinvolgono particelle quantistiche o altri semplici sistemi quanto-meccanici. MODALITA' DIDATTICHE TRADIZIONALE PROGRAMMA/CONTENUTO Il corso, dopo un’introduzione ai primi sviluppi storici della fisica quantistica ed una presentazione della cosidetta "vecchia teoria dei quanti", tratta il formalismo della teoria quantistica moderna e descrive le piu semplici applicazioni dell’equazione di Schroedinger alla fisica atomica, molecolare e della materia condesata. Dettaglio del calendario (70 ore che includono le ore di esercitazione): - La crisi della fisica classica (6 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 (6 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 (8 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. Lo spin. - 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. TESTI/BIBLIOGRAFIA - La fisica di Feynman, Volume 3. “Meccanica quantistica” (Zanichelli 2007); disponibile anche on-line in inglese gratuitamente: http://www.feynmanlectures.info/ - Lezioni di Meccanica Quantistica, L.E. Picasso, Edizioni ETS, (2000) Pisa; - Chimica Fisica, Peter Atkins e Julio De Paula, (Zanichelli 2012); - Introduction to Quantum Mechanics: S.M. Blinder (Elsevier, 2004). - Introduction to Quantum Mechanics: David J. Griffiths (Benjamin Cumming, 2004); - Modern Quantum Mechanics: J. J Sakurai (Addison Wesley, 1993); - Dispense ed esercizi disponibili sul: https://www.ge.infn.it/~imbimbo DOCENTI E COMMISSIONI PIERANTONIO ZANGHI' Ricevimento: Previo appuntamento per email: Nino.Zanghi@ge.infn.it Ricevimenti Laureandi: Mercoledì h. 16 (DAFIST, sez.FILOSOFIA,V.Balbi 4,II p.) e previo appuntamento per email Commissione d'esame PIERANTONIO ZANGHI' (Presidente) CAMILLO IMBIMBO NICOLA MAGGIORE NICODEMO MAGNOLI PAOLO SOLINAS SILVANA TERRENI LEZIONI Orari delle lezioni FISICA MODERNA ESAMI MODALITA' D'ESAME Scritto, Orale Calendario appelli Data appello Orario Luogo Tipologia Note 31/01/2019 09:30 GENOVA Orale 20/02/2019 09:30 GENOVA Orale 25/06/2019 10:00 GENOVA Orale 11/07/2019 10:00 GENOVA Orale 09/09/2019 10:00 GENOVA Orale