Presentazione

Organizzazione della Didattica

DM270
MATEMATICA ORD. 2011


8

Curriculum Generale

 

Frontali Esercizi Laboratorio Studio Individuale
ORE: 56 8 0 86

Periodo

AnnoPeriodo
I anno2 semestre

Frequenza

Facoltativa

Erogazione

Convenzionale

Lingua

Italiano

Calendario Attività Didattiche

InizioFine
26/02/201801/06/2018

Tipologia

TipologiaAmbitoSSDCFU
affine/integrativo Nessun ambitoFIS/054
affine/integrativo Nessun ambitoFIS/024


Responsabile Insegnamento

ResponsabileSSDStruttura
Prof.ssa PANTANO ORNELLAFIS/05Dipartimento di Fisica e Astronomia "Galileo Galilei"

Altri Docenti

DocenteCoperturaSSDStruttura
Dott. SUWEIS SAMIR SIMONIstituzionaleFIS/03Dipartimento di Fisica e Astronomia "Galileo Galilei"

Attività di Supporto alla Didattica

Non previste.

Bollettino

Conoscere i fondamenti di Fisica Classica relativi agli ambiti di Meccanica, Elettromagnetismo e Termodinamica.

Il corso ha come obiettivo l'apprendimento delle idee fondamentali alla base dello sviluppo della fisica moderna anche in relazione alla loro evoluzione storica. Alla fine del corso lo studente dovrà conoscere le idee fondamentali, in particolare della relatività e della fisica quantistica, e gli esperimenti cruciali che hanno portato allo sviluppo della Fisica Moderna. Dovrà inoltre aver appreso i modelli teorici di base e dovrà saperli applicare per interpretare fenomeni a livello microscopico e in contesti astrofisici o di alte energie.

La metodologia di insegnamento prevede lezioni frontali, lavori di gruppo per approfondire alcuni temi del corso, uscite didattiche alla sezione di Fisica Moderna del Museo di Storia della Fisica e/o ai Laboratori Nazionali di Legnaro.

FISICA MODERNA Prima parte: Introduzione alla Relativita' Docente: Ornella Pantano Trasformazioni di Galileo e relatività galileana. Elettromagnetismo e relatività galileana. Esperimento di Michelson-Morely. I postulati della teoria della Relatività speciale. Relatività della simultaneità. Contrazione delle lunghezze. Dilatazione dei tempi. Trasformazioni di Lorentz. Invarianza dell' intervallo spazio-temporale. Coni luce e causalità. Composizione delle velocità. Tempo proprio e paradosso dei gemelli. Equivalenza massa energia. Relazione tra qunatità di moto ed energia. Particelle di massa nulla. Urti e decadimenti. Cenno al formalismo covariante. Il principio di equivalenza. Il principio di Relatività generale. Deformazione dello spazio-tempo e deviazione dei raggi di luce in presenza di gravità.. Buchi neri. Cenno alla struttura matematica della Relatività generale. La geometria dell'Universo e i modelli cosmologici. Seconda parte: Introduzione alla Meccanica quantistica Docente: Samir Simon Suweis Luce: Newton, Huygens. Gli esperimenti Young e Fresnel. Maxwell, onde elettromagnetiche e luce. Corpo Nero. Legge di Reyleigh-Jeans, spostamento di Wien, e catastrofe ultravioletta. Il quanto di Max Plank. Einstein, effetto fotoelettrico e fotoni. Esperimento di Lenard e di Millikan. Raggi x. Esistenza degli atomi. Moto Browniano e spiegazione di Eistein. Modello di Thompson e esperimento di Rutherford, Masden e Geiger. Fallimento della fisica classica: stabilità della materia e spettroscopia dell'idrogeno (formula di Balmer, Lyman a Pashen). Modello dell’atomo di Bohr. I primi successi: Righe di Pickering-Fowler, esperimento di Moosley (raggi x) e Hertz (atomi mercurio) Effetto Compton. Ipotesi di de Broglie. Esperimento di Davisson e Germer. Struttura fine dello spettro di idrogeno. Effetto Zeeman ed effetto Starks*. Sommerfield e i numeri quantici orbitali* Esperimento delle due fenditure per particelle quantistiche. Le idee base: funzione d'onda, interpretazione probabilistica. Principio di indeterminazione di Heisenberg. Equazione di Schroedinger. Cenni alla struttura matematica della meccanica quantistica: operatori e autovalori. Effetto tunnel e radioattività. Quantizzazione dell'energia nella buca di potenziale e del momento angolare, stabilità della materia 1. Quantizzazione dell'energia nella buca di potenziale e del momento angolare, stabilità della materia 2. Spin. Particelle quantistiche identiche. Principio di esclusione di Pauli e incompenetrabilità della materia. Atomo di Idrogeno

L'esame prevede esercizi da svolgere assegnati per casa, una breve prova orale dove si discute uno degli esrcizi assegnati e la presentazione di un lavoro scritto di approfondimento su uno dei temi affrontati.

Il candidato dovrà dimostrare di conoscere gli argomenti di fisica moderna trattati nel corso e di saperli applicare per interpretare fenomeni a livello microscopico e in ambito astrofisico o delle alte energie. Sarà valutato positivamente la padronanza dei modelli teorici, la capacità di utilizzarli perrisolvere esercizi, la conoscenza della loro evoluzione storica, la capacità di valutare in quali ambiti e sotto quali condizioni i modelli e le teorie di fisica classica non sono applicabili e la capacità espositiva.

Arthur Beiser, Concepts of Modern Physics. : McGraw-Hill, 2003 B. Schultz, A First Course in General Relativity. Cambridge: Cambridge University Press, 2009 G.Carlo Ghirardi, Un'occhiata alle carte di Dio. : Saggiatore, 2009

Durante il corso saranno forniti appunti del corso, testi scritti o link per approfondire alcuni degli argomenti trattati. La bibliografia di riferimento è da considerarsi di consultazione e saranno indicati durante il corso le parti di interesse in relazione agli argomenti trattati.