CODICE 61736 ANNO ACCADEMICO 2024/2025 CFU 6 cfu anno 3 FISICA 8758 (L-30) - GENOVA SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE FIS/03 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: FISICA 8758 (coorte 2022/2023) FISICA GENERALE 2 57049 2022 MATERIALE DIDATTICO AULAWEB PRESENTAZIONE Primo corso in fisica della materia. OBIETTIVI E CONTENUTI OBIETTIVI FORMATIVI L'insegnamento introduce gli elementi della meccanica statistica classica e quantistica e ne applica i risultati nello studio dei solidi, dei liquidi e dei gas. OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO Conoscenza degli elementi di base della fisica della materia. Capacità di risolvere semplici esercizi riguardanti gli argomenti del corso. MODALITA' DIDATTICHE Lezioni frontali per teoria e esercizi. PROGRAMMA/CONTENUTO Richiami di termodinamica Meccanica statistica classica - Spazio delle fasi. Macrostati e microstati. Equazione di Liouville. Insiemi statistici. Insieme microcanonico. Entropia e temperatura nell'insieme micorcanonico. Conteggio dei microstati e paradosso di Gibbs. Equazione di stato e energia interna del gas ideale. Insieme canonico. Funzione di partizione e relazione con l'energia libera di Hehlmoltz. Fluttuazioni di energia e capacità termica. Teorema di equipartizione dell'energia. Esempi di funzioni di partizione: oscillatore armonico, rotatore rigido, gas ideale. Legge di Dulong e Petit. Meccanica statistica quantistica - Matrice densità. Insieme microcanonico. Insieme canonico. Funzione di partizione dell'oscillatore armonico ed del rotatore rigico quantistici. Modello di Einstein per il calore specifico dei solidi. Particella con spin 1/2. Insieme grancanonico. Fluttuazioni di densità e compressibilità isoterma. Gas perfetti quantistici monoatomici - Statistiche di Bose-Einstein e Fermi-Dirac. Densità degli stati in energia. Limite classico: il gas ideale. Gas di Bose fortemente degenere e condensazione di Bose-Einstein. Gas di Fermi fortemente degenere e calore specifico elettronico nei metalli. Gas perfetti debolmente degeneri. Il gas di fotoni e il corpo nero. Gas perfetti poliatomici - Approssimazione di Born-Oppenheimer. Molecole biatomiche: funzioni di partizione traslazionale, vibrazionale e rotazionale. Molecole biatomiche eteronucleari. Molecole biatomiche omonucleari: orto- e para-idrogeno. Esempi di molecole triatomiche. Reticoli cristallini - Reticoli di Bravais e cristalli. Celle unitarie primitive e convenzionali. Cella di Wigner-Seitz. Reticolo reciproco e prima zona di Brillouin. Esempi di reticoli in 2 e 3 dimensioni. Vibrazioni reticolari nei solidi - Piccole oscillazioni di una catena lineare con un atomo per cella. Modi normali di vibrazione di un cristallo: trattazione generale. Esempio: catena lineare con due atomi per cella. Fononi. Energia libera vibrazionale di un solido. Capacità termica di un solido in approssimazione di Debye. Vibrazioni reticolari dei solidi tridimensionali e misura delle relazioni di dispersione. Gas interagenti e liquidi - Funzione di correlazione a coppie g(r) e potenziale della forza media. Calcolo della pressione e della g(r) per gas interagenti diluiti con l'espansione del viriale. TESTI/BIBLIOGRAFIA Dispense del corso. DOCENTI E COMMISSIONI RICCARDO FERRANDO Ricevimento: Ogni giorno previa richiesta di appuntamento. Commissione d'esame RICCARDO FERRANDO (Presidente) CORRADO BORAGNO DIANA NELLI GIULIA ROSSI (Presidente Supplente) DAVIDE BOCHICCHIO (Supplente) FRANCESCO BUATIER DE MONGEOT (Supplente) LEZIONI INIZIO LEZIONI Dal 17 febbraio 2025 secondo l'orario riportato qui Orari delle lezioni L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy ESAMI MODALITA' D'ESAME Scritto e orale Per gli studenti con disabilità o con DSA si rimanda alla sezione Altre Informazioni. MODALITA' DI ACCERTAMENTO Lo studente deve essere in grado di svolgere semplici esercizi e di elaborare in modo autonomo e critico gli argomenti oggetto del corso. Questo viene accertato valutando lo svolgimento degli esercizi nell'esame scritto e la qualità dell'esposizione nell'orale, in cui si verifica specificamente la conoscenza dei concetti fondamentali dal punto di vista teorico e la conoscenza dei corretti ordini di grandezza delle quantità che caratterizzano i fenomeni. ALTRE INFORMAZIONI Si ricorda alle studentesse e agli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell'apprendimento (DSA) che per poter richiedere adattamenti in sede d'esame occorre prima inserire la certificazione sul sito web di Ateneo alla pagina servizionline.unige.it nella sezione “Studenti”. La documentazione sarà verificata dal Settore servizi per l’inclusione degli studenti con disabilità e con DSA dell’Ateneo, come indicato sul sito federato al link: FISICA 8758 | Studenti con disabilità e/o DSA | UniGe | Università di Genova | Corsi di Studio UniGe Successivamente, con significativo anticipo (almeno 10 giorni) rispetto alla data di esame occorre inviare una e-mail al/alla docente con cui si sosterrà la prova di esame, inserendo in copia conoscenza sia il docente Referente di Scuola per l'inclusione degli studenti con disabilità e con DSA (sergio.didomizio@unige.it) sia il Settore sopra indicato. Nella e-mail occorre specificare: • la denominazione dell’insegnamento • la data dell'appello • il cognome, nome e numero di matricola dello studente • gli strumenti compensativi e le misure dispensative ritenuti funzionali e richiesti. Il/la referente confermerà al/alla docente che il/la richiedente ha diritto a fare richiesta di adattamenti in sede d'esame e che tali adattamenti devono essere concordati con il/la docente. Il/la docente risponderà comunicando se sia possibile utilizzare gli adattamenti richiesti. Le richieste devono essere inviate almeno 10 giorni prima della data dell’appello al fine di consentire al/alla docente di valutarne il contenuto. In particolare, nel caso in cui si intenda usufruire di mappe concettuali per l’esame (che devono essere molto più sintetiche rispetto alle mappe usate per lo studio) se l’invio non rispetta i tempi previsti non vi sarà il tempo tecnico necessario per apportare eventuali modifiche. Per ulteriori informazioni in merito alla richiesta di servizi e adattamenti consultare il documento: Linee guida per la richiesta di servizi, di strumenti compensativi e/o di misure dispensative e di ausili specifici Agenda 2030 Istruzione di qualità Parità di genere