CODICE | 61736 |
---|---|
ANNO ACCADEMICO | 2019/2020 |
CFU |
|
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE | FIS/03 |
LINGUA | Italiano |
SEDE |
|
PERIODO | 2° Semestre |
PROPEDEUTICITA |
Propedeuticità in ingresso
Per sostenere l'esame di questo insegnamento è necessario aver sostenuto i seguenti esami:
|
MATERIALE DIDATTICO | AULAWEB |
PRESENTAZIONE
Primo corso in fisica della materia.
OBIETTIVI E CONTENUTI
OBIETTIVI FORMATIVI
Il corso 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
Ricevimento: Ogni giorno previa richiesta di appuntamento.
Commissione d'esame
RICCARDO FERRANDO (Presidente)
DAVIDE BOCHICCHIO
CORRADO BORAGNO
FRANCESCO BUATIER DE MONGEOT
GIULIA ROSSI
LEZIONI
Orari delle lezioni
L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy
ESAMI
MODALITA' D'ESAME
Scritto e orale
Calendario appelli
Data appello | Orario | Luogo | Tipologia | Note |
---|---|---|---|---|
23/01/2020 | 09:00 | GENOVA | Scritto | |
12/02/2020 | 09:00 | GENOVA | Scritto | |
15/06/2020 | 09:00 | GENOVA | Scritto | |
13/07/2020 | 09:00 | GENOVA | Scritto | |
14/09/2020 | 09:00 | GENOVA | Scritto |