Presentazione

Organizzazione della Didattica

DM270
FISICA ORD. 2014


8

Corsi comuni

 

Frontali Esercizi Laboratorio Studio Individuale
ORE: 48 16 0 175

Periodo

AnnoPeriodo
II anno2 semestre

Frequenza

Facoltativa

Erogazione

Convenzionale

Lingua

Italiano

Calendario Attività Didattiche

InizioFine
26/02/201801/06/2018

Tipologia

TipologiaAmbitoSSDCFU
caratterizzanteTeorico e dei fondamenti della fisicaFIS/026
caratterizzanteMicrofisico e della struttura della materiaFIS/032


Responsabile Insegnamento

ResponsabileSSDStruttura
Prof. SENO FLAVIOFIS/03Dipartimento di Fisica e Astronomia "Galileo Galilei"

Altri Docenti

Non previsti.

Attività di Supporto alla Didattica

Non previste.

Bollettino

Analisi Matematica 1,2,3 Geometria, Fisica Generale 1 e 2.

Il corso illustra gli esperimenti e le considerazioni teoriche che hanno reso necessario il superamento della meccanica e dell’ elettromagnetismo classico e l’introduzione della relativita’ ristretta e della meccanica quantistica. Nella prima parte si introdurra’ la relativita’ ristretta spiegando le ragioni della sua formazione , la logica della sua struttura ed il carattere innovativo delle sue implicazioni . Nella seconda parte si mostreranno le evidenze che hanno portato al concetto di quantizzazione e si introdurranno le basi della meccanica quantistica e della fisica atomica.

Lezioni frontali di teoria e esercizi

Prima Parte: Relatività Ristretta. Trasformazioni di Galileo. Relatività galileana. Elettromagnetismo e relatività galileana. Esperimento di Michelson-Morely. I postulati della teoria della relatività ristretta. Osservatori e misure di spazio e tempo. Relatività della simultaneità. Trasformazioni di Lorentz. Diagrammi di Minkowski. Invarianza dell’ intervallo spazio-temporale. Contrazione delle lunghezze. Dilatazione dei tempi. Coni luce e causalità. Composizione delle velocità. Effetto Doppler. Paradosso dei gemelli. Quadrivettori. Gruppo di Poincarè e gruppo di Lorentz. Grandezze covarianti e controvarianti. Tensori quadridimensionali. Tensore metrico. Leggi di trasformazione dei campi. Quadrivelocita, quadri-impulso, quadriforza. Energia cinetica. Energia totale ed energia di massa. Equivalenza massa energia .Relazione tra momento ed energia. Particelle di massa nulla. Descrizione generale degli urti: urti elastici ed anelastici. Invarianti cinematici. Urti a due corpi. Urti elastici. Decadimenti. Tensore elettromagnetico. Equazioni di Maxwell in forma covariante. Trasformazioni dei campi elettromagnetici. Invarianti elettromagnetici. Particella carica in un campo elettrico e/o magnetico costanti. Seconda parte: La crisi della fisica classica: effetto fotoelettrico e interpretazione di Einstein in termini di fotoni, onde di de Broglie e esperimento di Davisson e Germer. Effetto Compton. Esperimento delle fenditure di Young con particelle classiche, onde classiche e particelle quantistiche, principio di indeterminazione di Heisenberg e conseguenti richieste per una teoria delle particelle quantistiche. Il problema del corpo nero: leggi di Stefan-Boltzmann e Wien, modello di Raleigh-Jeans, ipotesi di Planck. Radiazione cosmica di fondo. Spettri atomici. Formula di Rydberg. Modello di Thompson. Esperimento di Rutherford. Modello di Bohr. Esperimento di Franck-Hertz. Legge di Mosley. Regole di commutazione canoniche di Heisenberg . Equazione d’onda di Schrödinger stazionaria, l’equazione di Schrödinger per l’evoluzione temporale della funzione d’onda, l’equivalenza con il formalismo di Heisenberg, l’interpretazione statistica di Born. Autovalori ed autofunzioni. Valori di aspettazione. Particella in una buca di potenziale. Effetto tunnel. Quantizzazione del momento angolare. Spin. L’equazione d’onda per più particelle, il principio di indistinguibilità delle particelle quantistiche, la conseguenza: statistiche bosoniche e fermioniche. Principio di esclusione di Pauli. Tavola periodica.

Esame scritto e orale

Verifica della comprensione della parte teorica del corso e della capacità di svolgere esercizi ad esso attinenti

V. Barone, Relatività. : Bollati Boringhieri, 2004 A. Beiser, Concepts of Modern Physics. : Mc. Graw Hill, 2003