ELEMENTI E APPLICAZIONI DI FISICA MODERNA

ELEMENTI E APPLICAZIONI DI FISICA MODERNA

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iten
Codice
90693
ANNO ACCADEMICO
2019/2020
CFU
7 cfu al 1° anno di 9011 MATEMATICA (LM-40) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
FIS/03
LINGUA
Italiano
SEDE
GENOVA (MATEMATICA)
periodo
2° Semestre
materiale didattico

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

Il corso 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).

Modalità didattiche

Tradizionale: lezioni frontali con esempi e applicazioni svolti dai docenti.

PROGRAMMA/CONTENUTO

 

  1. Introduzione alla Relatività Speciale

    Richiami di relatività classica ed equazione delle onde elettromagnetiche
    Esperimento di Michelson e Morley
    Postulati di Einstein
    Trasformazioni di Lorentz
    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
    Atomi a più elettroni
    Cenni alle statistiche di Fermi e di Bose
    Applicazione: quantum dot
    Applicazione: Laser

    2.5 Strutture cristalline
    Diffrazione su cristalli
    Cenni alla teoria delle bande
    Metalli e isolanti
    Cenni ai dispositivi a semiconduttore

TESTI/BIBLIOGRAFIA

K. S. Krane "Modern Physics, 3rd edition" (Wiley)
​V. A. Ugarov "Special Relativity" (MIR)

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: I ricevimenti vengono concordati con gli studenti su appuntamento (telefono, mail) e alla fine della lezione.

Ricevimento: I ricevimenti vengono concordati con gli studenti su appuntamento e alla fine della lezione.

Commissione d'esame

FABIO CAVALIERE (Presidente)

MAURA SASSETTI (Presidente)

GIOVANNI RIDOLFI

LEZIONI

Modalità didattiche

Tradizionale: lezioni frontali con esempi e applicazioni svolti dai docenti.

INIZIO LEZIONI

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

ORARI

L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

Vedi anche:

ELEMENTI E APPLICAZIONI DI FISICA MODERNA

ESAMI

Modalità d'esame

Prova orale

Modalità 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.
 

ALTRE INFORMAZIONI

Modalità di frequenza: Facoltativa

Modalità di iscrizione agli esami: Via e-mail