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ELEMENTI E APPLICAZIONI DI FISICA MODERNA

CODICE 90693
ANNO ACCADEMICO 2022/2023
CFU
  • 6 cfu al 1° anno di 9011 MATEMATICA(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

    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

      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

    LEZIONI

    INIZIO LEZIONI

    In accordo con il calendario accademico approvato dal Consiglio di Corso di Studi.

    Orari delle lezioni

    L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su 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.