INTRODUZIONE ALLA FISICA QUANTISTICA (f)
Prof. Marco Traini
Anno Accademico 2001/2002
OGGETTO ED OBBIETTIVI DEL CORSO
Il corso intende introdurre lo studente ai primi concetti della fisica quantistica offrendo un quadro dei fatti sperimentali e delle conquiste teoriche che indussero a pensare a nuovi principi per la descrizione dei fenomeni microsopici.
- L'ipotesi atomica: Le leggi fondamentali delle reazioni chimiche; l'elettrolisi; i moti Browniani; determinazione del numero di Avogadro.
- L'elettrone: Conduzione elettrica nei gas rarefatti; la carica e la massa dell'elettrone; l'elettrone legato elasticamente e l'effetto Zeeman; raggi X e determinazione del numero atomico.
- Radioattività: Raggi alfa, beta e gamma; le leggi del decadimento.
- Modello nucleare dell'atomo: Diffusione di particelle alfa e la sezione d'urto Rutherford; incompatibilità tra modello nucleare dell'atomo ed elettrodinamica classica.
- Calori specifici e radiazione da corpo nero: Richiami sui calori specifici dei gas monoatomici, diatomici e dei cristalli; calori specifici in funzione dell temperatura: verifiche sperimentali; corpo nero e modi normali della radiazione in una cavità a pareti conduttrici: legge di Rayleigh-Jeans; emissione ed assorbimento di un oscillatore in equilibrio con la radiazione nera; l'ipotesi di Planck e la quantizzazione dell'energia; la teoria quantistica dei calori specifici: aspetti introduttivi.
- La natura corpusculare della luce: L'effetto fotoelettrico, l'effetto Compton e la diffusione di raggi X.
- Struttura atomica e righe spettrali: Spettri ed atomo di Bohr; principio di corrispondenza; quantizzzione e l'ipotesi di de Broglie.
- Dualismo onda corpuscolo: Natura ondulatoria della materia, principio di indeterminazione, equazione di Schrödinger.
Testi consigliati
- Max Born, Fisica Atomica, Boringhieri, Bologna 1968.
- Samuel Tolansky, Introduzione alla fisica atomica, Boringhieri (universale Scientifica), Torino 1972.
- Riccardo Becker, Teoria dell'elettricità vol.II, Sanzoni Edizioni Scientifiche, 1949.
- Arnold Sommerfeld, Thermodynamics and Statistical Mechanics, Academic Press, 1956.
- Sin-Itiro Tomonaga, Quantum Mechanics Vol. I: Old quantum theory, North-Holland Publishing Company, Amsterdam 1968.
- F. Reif, Fundamentals of Statistical and Thermal Physics, McGraw-Hill, 1965.
- Marco Toller, Corso di Istituzioni di Fisica Teorica, appunti del corso a cura di Antonio Minardi, 1997.
- M. Traini, appunti delle lezioni A.A 2000-2001.
Modalità e svolgimento dell'esame
L'esame consiste di esercitazioni da svolgere durante il corso ed una prova orale. Le esercitazioni possono essere sostituite da una prova scritta.