CODICE 90693 ANNO ACCADEMICO 2022/2023 CFU 6 cfu anno 1 MATEMATICA 9011 (LM-40) - GENOVA SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE FIS/03 SEDE GENOVA PERIODO 2° Semestre MATERIALE DIDATTICO AULAWEB PRESENTAZIONE Elementi e Applicazioni di Fisica Moderna (EAFM, codice 90693) vale 7 crediti e si svolge nel secondo semestre dei seguenti anni: 1° LM. Le lezioni si tengono in lingua italiana. Per gli studenti iscritti, il materiale didattico è disponibile su AulaWeb. OBIETTIVI E CONTENUTI OBIETTIVI FORMATIVI L'insegnamento fornisce una conoscenza di base su varie tematiche della fisica moderna, con particolare riferimento alla meccanica quantistica e con aspetti della teoria della relativita' ristretta. L'obiettivo e' stimolare l'interesse e la comprensione di fenomeni fisici associati a questi argomenti evidenziandone anche importanti applicazioni in particolare nel campo della struttura della materia. OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO Lo studente dovrà giungere a una comprensione dei principali fenomeni quantistici e relativistici e del ruolo che rivestono nel definire il carattere dei principali fenomeni chimico-fisici (es. la struttura elettronica di un atomo) e del funzionamento di dispositivi di interesse generale (es. il laser), di tecnologie innovative (es. il GPS) e di strumenti di indagine avanzati (es. i microscopi elettronici). MODALITA' DIDATTICHE Tradizionale: lezioni frontali con esempi e applicazioni svolti dai docenti. PROGRAMMA/CONTENUTO 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 Meccanica quantistica 2.1 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 2.2 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 2.3 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 2.4 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 MAURA SASSETTI Ricevimento: I ricevimenti vengono concordati con gli studenti su appuntamento e alla fine della lezione. FABIO CAVALIERE Ricevimento: I ricevimenti vengono concordati con gli studenti su appuntamento (telefono, mail) e alla fine della lezione. Commissione d'esame MAURA SASSETTI (Presidente) DARIO FERRARO FABIO CAVALIERE (Presidente Supplente) GIOVANNI RIDOLFI (Supplente) LEZIONI INIZIO LEZIONI In accordo con il calendario accademico approvato dal Consiglio di Corso di Studi. 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.
