- Offerta formativa A.A. 2016/2017
- Laurea in FISICA
- STRUTTURA DELLA MATERIA
STRUTTURA DELLA MATERIA
- Insegnamento
- STRUTTURA DELLA MATERIA
- Insegnamento in inglese
- STRUCTURE OF MATTER
- Settore disciplinare
- FIS/03
- Corso di studi di riferimento
- FISICA
- Tipo corso di studio
- Laurea
- Crediti
- 8.0
- Ripartizione oraria
- Ore Attività Frontale: 64.0
- Anno accademico
- 2016/2017
- Anno di erogazione
- 2018/2019
- Anno di corso
- 3
- Lingua
- ITALIANO
- Percorso
- PERCORSO COMUNE
- Docente responsabile dell'erogazione
- PERRONE Maria Rita
- Sede
- Lecce
Descrizione dell'insegnamento
Conoscenza dei concetti fisici e matematici sviluppati nei corsi del primo biennio e nei corsi del 1° semestre del 3° anno.
I principali contenuti del corso sono relativi a :
- Interazione di atomi ad un solo elettrone con la radiazione elettromagnetica.
- Il laser
- L’atomo ad un solo elettrone. Spin ed interazioni magnetiche.
- Atomi complessi
- Molecole e solidi
-Conoscenza e comprensione della fenomenologia e dei modelli teorici della Fisica Moderna, con particolare riferimento a quelli della Meccanica Quantistica relativi alla struttura dell’atomo, delle molecole e dei solidi.
-Capacità di identificare gli elementi essenziali di un assegnato fenomeno, i principi della Fisica che lo governano, gli ordini di grandezza coinvolti, il livello di approssimazione appropriato in una sua modellizzazione.
-Autonomia di giudizio nella descrizioni di importanti processi fisici.
-Abilità comunicative nell’esposizione degli argomenti trattati.
-Capacità di dimostrare la conoscenza e comprensione degli argomenti trattati nel corso
Lezioni frontali durante le quali vengono fornite fotocopie di materiale didattico e materiale audiovisivo disponibile in rete, per meglio illustrare gli argomenti trattati nei libri di testo consigliati.
Esperimenti dimostrativi in laboratorio relativi a tecniche spettroscopiche, l’esperienza di Planck e la misura della lunghezza di coerenza di radiazione elettromagnetica.
Esame orale con domande inerenti gli argomenti sviluppati nell’ ambito del corso allo scopo di verificarne:
- la conoscenze e comprensione,
- la capacità di applicare conoscenze e comprensione,
- l’ abilità comunicative,
la capacità di apprendimento.
16/01/2019,13/2/2019, 24/4/2019, 20/06/2019, 10/7/2019, 25/07/2019, 19/09/2019
- Introduzione all’ atomo
Cenni storici su l’esistenza degli atomi, delle molecole e dell’ elettrone. Modelli dell’ atomo (Thomson, Rutherford, Bohr). Spettri atomici. Cenni sui raggi X. Processi atomici ed eccitazione di atomi.
2 Interazione di atomi ad un solo elettrone con la radiazione elettromagnetica
Il campo elettromagnetico e la sua interazione con particelle cariche. Particelle cariche in un campo elettromagnetico. Interazione di atomi ad un solo elettrone con un campo elettromagnetico. Probabilità delle transizioni: assorbimento, emissione stimolata ed emissione spontanea. I coefficienti di Einstein.
3 Il laser
Concetti introduttivi. Emissione spontanea stimolata ed assorbimento. L’idea laser. Sistemi di pompaggio. Proprietà del fascio laser: monocromaticità, coerenza, direzionalità, brillanza.
4 Quantizzazione del momento angolare
Richiami sull’equazione di Schrodinger in coordinate sferiche e le sue soluzioni. Momento angolare e numeri quantici. Quantizzazione dell’energia. Osservabili in coordinate sferiche.
5. L’ atomo ad un elettrone
Richiami sull’equazione differenziale radiale e relative soluzioni. Degenerazione. Distribuzioni di probabilità. Regole di selezione per interazioni di dipolo elettrico.
6 Spin ed interazioni magnetiche.
Momento magnetico orbitale. Effetto Zeeman normale. Esperimento di Stern-Gerlach. Proprieta’ dello spin dell’elettrone. Il momento angolare totale. Interazione spin-orbita. Energia di interazione spin-orbita. Risultati dalla meccanica quantistica relativistica. L’ effetto Zeeman.
7. Atomi complessi
Il modello del campo centrale. Richiami sul concetto di particelle identiche. Il principio di esclusione e le forze di scambio. La teoria di Hartee e relativi risultati. Stati fondamentali di atomi a molti elettroni e tabella periodica degli elementi. Spettri a raggi X. Antisimmetria dell’elettrone. L’atomo di elio. Atomi alcalini. Accoppiamento del momento angolare. Aspetti spettroscopici dell’accoppiamento LS. Livelli di energia dell’atomo di carbonio.
8. Molecole
La molecola H2+. Legame covalente: H2. Legami ionici: LiF, NaCl. Interazioni di Van der Waals. Molecole poliatomiche. Moto vibrazionale e rotazionale di una molecola biatomica. Spettri roto-vibrazionali. La teoria dello scattering Raman.
9. Solidi
Tipi di solidi. Teoria a bande nei solidi. Conduzione elettrica nei metalli. Il modello quantistico dell’elettrone libero. Il moto degli elettroni in una struttura periodica. La massa effettiva. Semiconduttori. Dispositivi a semiconduttore: il diodo a semiconduttore
J. J. Brehm, W. Mullin, Introduction to the structure of matter: A Course in Modern Physics, Wiley, John Wiley&Sons.
R. Eisberg, R. Resnik, Quantum Physics. Atoms, Molecules, Solids, Nuclei, and Particles, John Wiley&Sons.
B. H. Bransden, C. J. Joachain, Physics of Atoms and Molecules, 2sd Edition, Pearson Education Limited, 2003.
O. Svelto, Principles of Lasers, Plenum Press, 2014.
Semestre
Secondo Semestre (dal 18/02/2019 al 31/05/2019)
Tipo esame
Obbligatorio
Valutazione
Orale - Voto Finale
Orario dell'insegnamento
https://easyroom.unisalento.it/Orario