Insegnamento
FISICA QUANTISTICA
SCO2044216, A.A. 2016/17

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea in
SCIENZA DEI MATERIALI
SC1163, ordinamento 2008/09, A.A. 2016/17
1126383
Crediti formativi 9.0
Denominazione inglese QUANTUM PHYSICS
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Scienze Chimiche
Sito E-Learning https://elearning.unipd.it/chimica/course/view.php?idnumber=2016-SC1163-000ZZ-2015-SCO2044216-N0
Obbligo di frequenza
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA

Docenti
Responsabile ANTONIO TROVATO FIS/03
Altri docenti ATTILIO STELLA FIS/02

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
BASE Discipline Matematiche, informatiche e fisiche FIS/01 2.0
BASE Discipline Matematiche, informatiche e fisiche FIS/02 5.0
BASE Discipline Matematiche, informatiche e fisiche FIS/03 2.0

Modalità di erogazione
Periodo di erogazione Secondo semestre
Anno di corso II Anno
Modalità di erogazione frontale

Organizzazione della didattica
Tipo ore Crediti Ore di
Corso
Ore Studio
Individuale
Turni
ESERCITAZIONE 2.0 24 26.0 Nessun turno
LEZIONE 7.0 56 119.0 Nessun turno

Calendario
Inizio attività didattiche 27/02/2017
Fine attività didattiche 09/06/2017
Orario della didattica Visualizza calendario delle lezioni
Giorno Ora Aula Edificio
Orari_chiudi Martedi' 10.30-12.30 D SCIENZE CHIMICHE
  28/02/2017 10.30-12.30 D SCIENZE CHIMICHE
07/03/2017 10.30-12.30 D SCIENZE CHIMICHE
14/03/2017 10.30-12.30 D SCIENZE CHIMICHE
21/03/2017 10.30-12.30 D SCIENZE CHIMICHE
28/03/2017 10.30-12.30 D SCIENZE CHIMICHE
04/04/2017 10.30-12.30 D SCIENZE CHIMICHE
11/04/2017 10.30-12.30 D SCIENZE CHIMICHE
18/04/2017 10.30-12.30 D SCIENZE CHIMICHE
09/05/2017 10.30-12.30 D SCIENZE CHIMICHE
16/05/2017 10.30-12.30 D SCIENZE CHIMICHE
23/05/2017 10.30-12.30 D SCIENZE CHIMICHE
30/05/2017 10.30-12.30 D SCIENZE CHIMICHE
06/06/2017 10.30-12.30 D SCIENZE CHIMICHE
Orari_chiudi Mercoledi' 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
  01/03/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
08/03/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
15/03/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
22/03/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
29/03/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
05/04/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
12/04/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
19/04/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
26/04/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
03/05/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
10/05/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
17/05/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
24/05/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
31/05/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
07/06/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
Orari_chiudi Giovedi' 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
  02/03/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
09/03/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
16/03/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
23/03/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
30/03/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
06/04/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
13/04/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
20/04/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
27/04/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
04/05/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
11/05/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
18/05/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
25/05/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
01/06/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
08/06/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
Orari_chiudi Venerdi' 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
  03/03/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
10/03/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
17/03/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
24/03/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
31/03/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
07/04/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
21/04/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
28/04/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
05/05/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
12/05/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
19/05/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
26/05/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE
09/06/2017 9.30-11.30 D SCIENZE CHIMICHE

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
1 a.a.2017/18 01/10/2012 30/11/2018 TROVATO ANTONIO (Presidente)
SENO FLAVIO (Membro Effettivo)
STELLA ATTILIO (Membro Effettivo)

Syllabus
Prerequisiti: Matematica e Matematica 2, Fisica 1 e 2
Conoscenze e abilita' da acquisire: Il corso ha lo scopo di introdurre i concetti basilari della meccanica ondulatoria e della meccanica quantistica illustrando le loro piu’ semplici applicazioni allo studio delle struttura della materia. Verranno inoltre presentati gli aspetti principali delle statistiche quantistiche. Verra' seguito un approccio storico, mostrando quali sono i punti che portano alla crisi della fisica classica ed enfatizzando l'importanza del confronto fra modelli/predizioni teoriche e misure/verifiche sperimentali.
Modalita' di esame: La verifica finale consiste in una prova orale.
Criteri di valutazione: La prova d'esame mira ad accertare l'acquisizione delle conoscenze di base fornite dal corso, la capacita' di ragionamento e di comprensione dello studente, anche nella soluzione di problemi specifici.
Contenuti: I QUANTI DI LUCE

L'esperimento di Hertz: la luce come radiazione elettromagnetica
Radiazione di corpo nero
La legge di Rayleigh-Jeans e la legge di Planck
I quanti di luce e l'effetto foto-elettrico
Effetto Compton e raggi X

LA NATURA CORPUSCOLARE DELLA MATERIA


Righe spettrali di emissione e assorbimento
Il modello atomico di Bohr
Principio di corrispondenza e quantizzazione del momento angolare
Esperimento di Franck–Hertz

ONDE DI MATERIA

L'onda pilota di De Broglie
Esperimento di Davisson–Germer
Velocita' di gruppo e dispersione di onde
Pacchetti d'onda
Il principio di indeterminazione di Heisenberg
Dualismo onda-particella: esperimento di diffrazione da doppia fenditura

MECCANICA QUANTISTICA IN UNA DIMENSIONE

Interpretazione probabilistica di Born della funzione d'onda
Funzione d'onda per particella libera
Funzione d'onda in presenza di forze: equazione di Shroedinger
Particella in una scatola
Oscillatore armonico quantistico
Valori di aspettazione
Osservabili e operatori
Incertezza quantistica e proprieta' degli autovalori

EFFETTO TUNNEL

Barriera quadrata
Penetrazione della barriera
Risonanze in trasmissione

MECCANICA QUANTISTICA IN TRE DIMENSIONI

Particella in una scatola tridimensionale
Forze centrali e momento angolare
Quantizzazione di energia e momento angolare
Armoniche sferiche ed equazione radiale
Atomo di idrogeno e atomi idrogenoidi: stato fondamentale e stati eccitati

STRUTTURA ATOMICA

Campo magnetico orbitale ed effetto Zeeman normale
Esperimento di Stern-Gerlach e spin dell'elettrone
Interazione spin-orbita e separazione fine dei livelli di energia
Simmetria di scambio e principio di esclusione di Pauli
Interazione fra elettroni ed effetti di schermo
Tavola periodica
Spettri a raggi X e legge di Moseley

FISICA STATISTICA

Distribuzione di Maxwell–Boltzmann e densita' degli stati
Distribuzione di velocita' di Maxwell
Equipartizione dell'energia
Statistiche quantistiche: distribuzioni di Bose–Einstein e di Fermi–Dirac
Applicazioni della statistica di Bose–Einstein: radiazione di corpo nero e teoria di Einstein del calore specifico
Applicazioni della statistica di Fermi–Dirac: teoria dei metalli come gas di elettroni liberi
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Lezioni frontali ed esercizi in aula
Eventuali indicazioni sui materiali di studio:
Testi di riferimento:
  • Raymond A. Serway, Clement J. Moses, Curt A. Moyer, Modern Physics - Third edition. --:. --: Brooks-Cole - Thomson Learning, --. Il materiale coperto dal corso e' quello dei capitoli 3-10 .