Corsi di Laurea Corsi di Laurea Magistrale Corsi di Laurea Magistrale
a Ciclo Unico
Scuola di Scienze
ASTRONOMIA
Insegnamento
FISICA QUANTISTICA (MOD. A)
SCP4068139, A.A. 2018/19

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2016/17

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea in
ASTRONOMIA
SC1160, ordinamento 2008/09, A.A. 2018/19
N0
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Crediti formativi 7.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese QUANTUM PHYSICS (MOD. A)
Sito della struttura didattica http://astronomia.scienze.unipd.it/2018/laurea
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Fisica e Astronomia "Galileo Galilei"
Obbligo di frequenza
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA

Docenti
Responsabile ALBERTO AMBROSETTI FIS/03

Corso integrato di appartenenza
Codice Insegnamento Responsabile
SCP4068138 FISICA QUANTISTICA ALBERTO AMBROSETTI

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Microfisico e della struttura della materia FIS/03 7.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Annuale
Anno di corso III Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 7.0 56 119.0

Calendario
Inizio attività didattiche 01/10/2018
Fine attività didattiche 28/06/2019
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2008

Commissioni d'esame
Nessuna commissione d'esame definita

Syllabus

Caratteristiche comuni al Corso Integrato

Prerequisiti: Analisi Matematica 1 e 2. Geometria. Fisica Generale 1 e 2.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Conoscenze di base di Meccanica Statistica, Fisica Moderna e Fisica Quantistica. Saper usare l'equazione di Schroedinger per risolvere semplici problemi. Capire le differenze tra Fisica Classica e Fisica Moderna. Saper analizzare in termini di Meccanica Quantistica fenomeni su scala atomica.
Modalita' di esame: Esame scritto con esercizi e orale con domande sul programma.
Criteri di valutazione: Comprensione degli elementi appresi durante l'insegnamento. Dimostrare di saper usare i formalismi e i metodi introdotti durante l'insegnamento. Dimostrare di saper usare i concetti e i metodi della Meccanica Quantistica a casi fisici rilevanti.

Caratteristiche proprie del modulo

Contenuti: A) Meccanica statistica.
1) Random walk, distribuzione binomiale, limite della distribuzione normale: distribuzione normale. Teoria cinetica dei gas, libero cammino medio, distribuzione delle velocità di Maxwell-Boltzmann.
2) Postulati della meccanica statistica, insieme micro-canonico.
3) Condizioni per l'equilibrio termico, insieme canonico, definizione di temperatura, formule per il gas di molecole non interagenti.
4) Applicazioni della distribuzione canonica: distribuzione delle velocità di Maxwell-Boltzmann, oscillatore armonico 1-D, funzione di partizione e teorema dell'equipartizione dell'energia, oscillazioni armoniche nei solidi, calori specifici a volume costante.
5) Forze generalizzate nella distribuzione canonica, formula dell'entropia nella distribuzione canonica, limite termodinamica e formula dell'entropia nella distribuzione micro-canonica.
6) Paradosso di Gibbs, funzione di partizione per particelle identiche, terzo principio della termodinamica (o di Nernst), implicazioni per i calori specifici.

B) Quantizzazione della luce.
1) Radiazione di corpo nero: definizioni e considerazioni generali, potere emissivo e potere assorbente, teoria classica: formula di Rayleigh-Jeans, ipotesi di Planck, formula di Planck, energia dei fotoni.
2) Effetto fotoelettrico, spiegazione di Einstein.
3) Momento dei Fotoni, effetto Compton.

C) Dall'atomo di Bohr all'ipotesi di de Broglie.
1) Spettri di emissione e assorbimento dei gas atomici; spettro di emissione del atomo H; formula di Balmer; formula di Rydberg; modello atomico di Thomson; esperimento di Rutherford.
2) Postulati di Bohr; atomo di H secondo Bohr; livelli energetici; esperimento di Franck e Hertz.
3) Ipotesi di de Broglie; esperimento di Davisson e Germer; Diffrazione da cristalli: legge di Bragg.
4) Significato fisico della funzione d'onda; trasformate di Fourier; onde in un mezzo dispersivo; pacchetti d'onda, velocità di gruppo; pacchetto d'onda gaussiano e sua trasformata; funzione di Dirac; principio di indeterminazione di Heisenberg.

D) L'equazione di Schroedinger.
1) Costruzione dell'equazione di Schroedinger; caso del potenziale a gradino coefficienti di riflessione e trasmissione.
2) Stati stazionari, stati legati, stati degeneri; buca di potenziale infinita; buca rettangolare, effetto tunnel.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: L'insegnamento prevede lezioni frontali di teoria corredata da esemplificazioni. Verranno proposti regolarmente agli studenti degli esercizi che verranno poi discussi in aula.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Dispense del docente "Dispensa del corso Fisica Quantistica (Mod. A)" fornite attraverso il sito web dell'insegnamento raggiungibile dalla piattaforma e-learning del Dipartimento di Fisica e Astronomia "G. Galilei" (https://elearning.unipd.it/dfa/).
Testi di riferimento: