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FISICA MODERNA

CODICE 57227
ANNO ACCADEMICO 2018/2019
CFU 8 cfu al 2° anno di 8765 SCIENZA DEI MATERIALI (L-30) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE FIS/02
LINGUA Italiano
SEDE GENOVA (SCIENZA DEI MATERIALI )
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
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

Commissione d'esame

PIERANTONIO ZANGHI' (Presidente)

CAMILLO IMBIMBO

NICOLA MAGGIORE

NICODEMO MAGNOLI

PAOLO SOLINAS

SILVANA TERRENI

LEZIONI

MODALITA' DIDATTICHE

TRADIZIONALE

Orari delle lezioni

FISICA MODERNA

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Scritto, Orale

Calendario appelli

Data Ora 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