Insegnamenti

 

60/60/147 - FONDAMENTI DI STRUTTURA DELLA MATERIA

Anno Accademico ​2014/2015

Docente
LUCIANO ​COLOMBO (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre​
Modalità d'Erogazione
Convenzionale​
Lingua Insegnamento




Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[60/60] ​ ​FISICA [60/00 - Ord. 2012] ​ ​PERCORSO COMUNE972
Obiettivi

Il corso mira ad introdurre lo Studente ai concetti fondamentali della fisica di atomi, molecole e cristalli.
Lo Studente acquisterà conoscenze di base sulla struttura elettronica di atomi a più elettroni e di molecole, sull'interazione radiazione-materia, sui moti roto-vibrazionali di molecole, sui solidi cristallini e sulle loro proprietà vibrazioni, elettroniche, dielettriche e magnetiche.
Il corso ha carattere fenomenologico: ogni argomento sarà presentato a partire da risultanze sperimentali e i diversi modelli teorici saranno sviluppati con rigore concettuale, ma con un apparato matematico ridotto allo stretto indispensabile.
Lo Studente svilupperà capacità di applicazione dei concetti e metodi presentati a lezione a casi applicativi concreti attraverso lo svolgimento di un congruo numero di esercizi.
Il corso offre una utile palestra di applicazione delle conoscenze fisiche generali acquisite nei corsi di base e in quelli di introduzione alla meccanica quantistica. Esso, infine, consentirà di comprendere ai fondamenti fisici di numerose moderne nanotecnologie.

Prerequisiti

Nel corso si useranno concetti e metodi: della meccanica ed elettromagnetismo classici; della meccanica quantistica elementare (teoria generale non relativistica, atomo di H e He, teoria elementare dello spin elettronico); della statistica classica (Boltzmann) e quantistica (Fermi-Dirac e Bose-Einstein).

Contenuti

[1] ATOMI A PIU' ELETTRONI
- Richiami sui momenti angolari/magnetici orbitali e di spin
- Atomi idrogenoidi e atomi alcalini
- Approssimazione di campo centrale: teoria di Hartree
- Costruzione della tabella periodica e regole di Hund
- Metodi teorici oltre l'approssimazione di campo centrale
- Effetti di campi elettrici e magnetici statici
[2] INTERAZIONE RADIAZIONE-MATERIA
- Coefficienti di Einstein
- Regole di selezione
- Laser
[3] MOLECOLE
- Approssimazione di Born-Oppenheimer
- Moti roto-vibrazionali e loro accoppiamento
- Struttura elettronica di molecole bi- e poli-atomiche
- Principio di Franck-Condon
[4] CRISTALLI
- Struttura cristallina: reticolo diretto e reciproco
- Proprietà vibrazioni e termiche
- Proprietà elettroniche e modello a bande
- Proprietà dielettriche e magnetiche dei solidi

Metodi Didattici

Lezioni frontali accompagnate da esercitazioni svolte dal Docente.

Verifica dell'apprendimento

A libera scelta dello Studente, vengono offerte due diverse modalita' di svolgimento dell'esame:
- OPZIONE 1: esame unico consistente in una prova scritta e una prova orale, da sostenete nello stesso giorno (un appello a giungo '15, luglio '15, settembre '15, gennaio '16 e febbraio '16, in date da definire)
- OPZIONE 2: svolgimento di due prove intermedie parziali scritte (rispettivamente in data 27 aprile e 8 giugno), la cui somma corrisponde all'esame completo.

Testi

[1] R. Esiberg, R. Resnick, "Quantum Physics" (John Wiley & Sons), ISBN 0-471-87373-X
[2] W. Demtröder, "Atoms, Molecules and Photons" (Springer), ISBN 978-3-642-10297-4
[3] N. Manini, "Introduction to the physics of matter" (Springer), ISBN 978-3-319-14381-1

Altre Informazioni

Materiale didattico ausiliare sarà eventualmente messo a disposizione degli Studenti sul sito web del Docente.

credits unica.it | accessibilità Università degli Studi di Cagliari
C.F.: 80019600925 - P.I.: 00443370929
note legali | privacy

Nascondi la toolbar