STRUTTURA DELLA MATERIA (f)
A. A. 1997-98
Prof. Gabriele Viliani
Oggetto e obiettivi del corso
Comprensione dei meccanismi microscopici e quantistici che coinvolgono le interazioni elettromagnetiche e che determinano le proprietà della materia.
Programma
- La crisi della fisica classica; il problema del corpo nero,
entropia della radiazione, effetto Compton, esperimenti di
Franck-Hertz e Stern-Gerlach, il principio di indeterminazione,
l'ipotesi di De Broglie, funzione d'onda
- L'atomo di idrogeno in meccanica quantistica, equazione di
Schroedinger angolare e radiale, autovalori e autofunzioni del
momento angolare e dell'energia
- Elettrone di valenza degli alcalini;
spin e interazione spin-orbita
- Effetto Zeeman
- Sistemi a particelle identiche, interazione di scambio
- Effetto Stark (*)
- Stato fondamentale dell'elio(*)
- Approssimazione di Born-Oppenheimer
- La molecola di idrogeno, natura del legame covalente
- Forma di alcuna molecole semplici
- Autovalori del potenziale di Morse (*)
- Interazione di Van der Waals, potenziale di Lennard-Jones (*)
- Spettro roto-vibrazionale delle molecole biatomiche
- Spettri elettronico-vibrazionali: principio di Franck-Condon
- Effetto Raman nelle molecole
- Approssimazione semiclassica WKB (*)
- Effetto tunnel nella molecola di ammoniaca
- Statistica classica e quantistica (*)
- Calore specifico dei gas biatomici
- Esercitazione di dinamica vibrazionale al calcolatore (*)
- Vibrazioni nella catena lineare armonica
- Densita' di stati vibrazionali in un solido nel linite di bassa frequenza
- Modi normali di una molecola triatomica (*)
- Fononi
- Calore specifico vibrazionale dei solidi, Einstein e Debye
- Conducibilita' termica dei solidi
- Ruolo della simmetria in fisica, cenni di teoria dei gruppi (*)
- Struttura e dinamica vibrazionale dei solidi amorfi
- Bande elettroniche nei solidi (Tosello)
- Conducibilita' elettronica nei metalli
- Principio di funzionamento dei laser
- Ordinamento magnetico nei solidi
- Cenno alla superconduttivita'(*)
- Esercizi vari (*)
(*): argomenti che NON sono oggetto di esame
Testi consigliati
Testo base:
S.FRANCHETTI, A.RANFAGNI, D.MUGNAI, Elementi di Struttura della Materia
per alcuni argomenti:
L. LANDAU, E. LIFCHITZ, Mécanique Quantique
oppure: A. MESSIAH, Mécanique Quantique
oppure: L. SCHIFF, Quantum Mechanics
Dispense
Modalità e svolgimento dell'esame
L'esame consiste di una prova orale, che a scelta dello studente, può essere sostenuta in due tempi successivi.