Corsi di Laurea Corsi di Laurea Magistrale Corsi di Laurea Magistrale
a Ciclo Unico
Scuola di Scienze
SCIENZA DEI MATERIALI
Insegnamento
FISICA QUANTISTICA
SCO2044216, A.A. 2018/19

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2017/18

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea in
SCIENZA DEI MATERIALI
SC1163, ordinamento 2008/09, A.A. 2018/19
N0
porta questa
pagina con te
Crediti formativi 9.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese QUANTUM PHYSICS
Sito della struttura didattica http://www.chimica.unipd.it/corsi/corsi-di-laurea/laurea-scienza-dei-materiali
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Scienze Chimiche
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile Responsabile non ancora definito.
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

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Secondo semestre
Anno di corso II Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
ESERCITAZIONE 2.0 24 26.0
LEZIONE 7.0 56 119.0

Calendario
Inizio attività didattiche 25/02/2019
Fine attività didattiche 14/06/2019

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. Allo studente verranno fatte tre domande riguardanti il programma del corso.
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: