Presentazione

Organizzazione della Didattica

DM270
FISICA


6

Corsi comuni

 

Frontali Esercizi Laboratorio Studio Individuale
ORE: 32 16 0 150

Periodo

AnnoPeriodo
III anno2 semestre

Frequenza

Facoltativa

Erogazione

Convenzionale

Lingua

Italiano

Calendario Attività Didattiche

InizioFine
02/03/201512/06/2015

Tipologia

TipologiaAmbitoSSDCFU
caratterizzanteMicrofisico e della struttura della materiaFIS/036


Responsabile Insegnamento

ResponsabileSSDStruttura
Prof. CARNERA ALBERTOFIS/03Dipartimento di Fisica e Astronomia "Galileo Galilei"

Altri Docenti

Non previsti.

Attività di Supporto alla Didattica

Non previste.

Bollettino

Le nozioni necessarie per affrontare il corso sono fornite dagli insegnamenti di Fisica Generale I° e II°, Fisica Moderna e Istituzioni di Fisica Teorica.

Lo studente imparerà ad applicare la meccanica quantistica a sistemi fisici reali. In particolare si applicheranno sistematicamente metodi approssimati (in particolare la teoria delle perturbazioni) e si acquisirà la capacità di valutare il peso delle approssimazioni fatte. Scopo fondamentale del corso è la costruzione di modelli quantomeccanici in grado di spiegare aspetti fondamentali degli spettri di emissione e di assorbimento degli atomi, il legame molecolare e le principali proprietà dei solidi. Le previsioni dei modelli saranno sistematicamente confrontate con le evidenze sperimentali.

Lezioni frontali ed esercizi numerici. Descrizione di alcuni classici esperimenti e metodiche sperimentali.

- Lo spettro dell'atomo di Idrogeno La struttura fondamentale dello spettro La rimozione della degenerazione nello spettro Le regole di selezione - L'atomo di He Generalità sul problema di sistemi a N particelle Atomi a due elettroni Funzioni d'onda di spin e principio di Pauli Lo spettro dell'atomo di He - Atomi a molti elettroni La tavola periodica degli elementi L'equazione di Schrödinger per gli atomi a molti elettroni Approssimazione di campo centrale Principio di esclusione e determinanti di Slater Perturbazioni rispetto alla approssimazione di campo centrale Accoppiamento L-S o di Russell-Saunders Effetto Zeeman - Struttura molecolare La molecola biatomica e l'approssimazione di Born-Oppenheimer La simmetria del problema Cenni generali sulle strutture molecolari il metodo LCAO 5 La molecola H2 neutra Energia rotazionale e vibrazionale della molecola diatomica L'oscillatore anarmonico - I solidi cristallini Il reticolo cristallino Il reticolo reciproco La diffrazione dei raggi X Il reticolo con base e le regole di estinzione - Proprietà elastiche e termiche dei solidi Onde elastiche nei solidi Il calore specifico dei solidi Il calore specifico reticolare Il calore specifico elettronico e il gas di Fermi - Elettroni nei solidi cristallini Elettroni liberi nel solido Elettroni in un reticolo Il teorema di Bloch Conseguenze del teorema di Bloch La dinamica degli elettroni di Bloch Metalli, isolanti e semiconduttori

Scritto e orale

Si valuterà la capacità dello studente di comprendere le basi fisiche dei modelli proposti e l’ordine di grandezza delle energie in gioco nelle interazioni che essi descrivono.

C. Kittel, Introduzione alla Fisica dello Stato Solido. Milano: Casa Editrice Ambrosiana, 2008 B.H. Bransden and C.J. Joachain, Physics of Atoms and Molecules. Harlow - England: Prentice Hall, 2003

A supporto dei testi consigliati saranno disponibili in rete le dispense del corso e le slides utilizzate nel corso delle lezioni.