Il corso si propone di approfondire alcuni aspetti essenziali della fisica classica con particolare riferimento ai suoi limiti di validità legati alla natura essenzialmente quantistica e relativistica delle leggi fisiche fondamentali.
Gli argomenti coprono tutti gli aspetti fondamentali della fisica classica, dalla meccanica dei sistemi auto-gravitanti, all'elettrodinamica classica, radiazione, ottica classica e cenni a ottica quantistica. Sono anche trattati alcuni importanti temi legati alla fisica statistica e cinetica anche relativistica, alla fluidodinamica classica e relativistica e alla teoria dei sistemi stocastici.
Nel corso si fa speso uso di formulazioni Lagrangiane e Hamiltonane e si introduce la formulazione Lagrangiana di campi classici.
Lo scopo dell'insegnamento è quello di integrare ed approfondire alcuni argomenti di Fisica Generale, per fornire una più estesa e solida conoscenza della Fisica Classica, dei suoi fondamenti e di alcune sue applicazioni. Gli argomenti trattati sono integrati da applicazioni varie e da modellizzazioni di problemi reali.
Si vogliono introdurre argomenti avanzati di meccanica e elettromagnetismo classico, e di fisica dei fluidi anche relativistici. Lo studenti avrà a fine corso una più solida conoscenza di molti aspetti della fisica classica e dei suoi limiti di validità, con particolare riferimento a effetti legati alla relatività (speciale e generale) e alla meccanica quantistica.
Alcuni aspetti importanti di fisica relativistica dei fluidi di grande rilevanza in astrofisica sono trattati a livello introduttivo.
Saranno anche acquisiti strumenti fondamentali della fisica moderna, fra cui la formulazione lagrangiana dei campi classici e l'uso del formalismo covariante per problemi relativistici.
Fisica Generale 1,2,3 e Meccanica Analitica. Alcuni aspetti base di meccanica quantistica. Relatività ristretta.
Lezioni frontali.
Meccanica dei sistemi auto-gravitanti, a due e a molti corpi. Formulazione di Hamilton-Jacobi del problema di Keplero. Orbite e perturbazioni. Precessione del perielio di Mercurio classica e relativistica. Termodinamica dei sistemi auto-gravitanti a molti corpi.
Elettromagnetismo in forma Lagrangiana. Carica in campo elettromagnetico. Acceleratori di particelle. Dinamica relativistica di particelle cariche. Funzioni di green e radiazione classica. Radiazione da cariche accelerate. Il Free Electron Laser. Radiazione in mezzi dispersivi.
Teoria cinetica classica e relativistica. Tensore energia impulso di un fluido. Tensore energia impulso del campo elettromagnetico. Equazioni di stato relativistiche. Equazioni di stato per sistemi quantistici degeneri e relativistici.
Sistemi stocastici. Teorema di Doobs. Correlazione e rilassamento. Teorema fluttuazione-dissipazione. Applicazioni astrofisiche.
Ottica geometrica. Iconale ottica. Legame con la meccanica quantistica. Statistiche di fotoni.
Elementi di fluidodinamica.
D. Jackson - Elettrodinamica classica
Thorne e Blandford - Modern Classical Physics
Landau - Vol I, II, VI
Ricevimento: Sempre disponibile su appuntamento in presenza o in modalità remota. Per appuntamenti marco.pallavicini@unige.it
MARCO PALLAVICINI (Presidente)
LEA DI NOTO
SERGIO DI DOMIZIO (Supplente)
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Tesina su argomento concordato col docente
Prova orale
La tesina deve essere prodotta in formato digitale, facoltativamente in lingua inglese o in italiano.
L'argomento della tesina è concordato col docente a fine corso. L'argomento deve essere collegato al materiale discusso nel corso, sotto forma di un approfondimento o di un'applicazione di quanto appreso.
La prova orale copre solo gli argomenti illustrati nel corso e dura mediamente 30 minuti
