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.

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.

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