Fisica

STEFANO LUPI

OBIETTIVI GENERALI:
Il corso si pone come obiettivo lo studio dei fondamenti struttura della materia, fornendo le basi della fisica atomica e molecolare, con una introduzione elementare alla fisica dei solidi, a partire dalle conoscenze e metodologie della meccanica quantistica. Lo studente al termine del corso avrà acquisito i concetti base per la determinazione degli autovalori energetici e autostati di sistemi atomici e molecolari in presenza di campi esterni. Le conoscenze acquisite in questo corso sono indispensabili per i corsi più avanzati di materia condensata e fisica dei solidi.

OBIETTIVI SPECIFICI:
A - Conoscenza e capacità di comprensione
OF 1) Conoscere i fondamenti della fisica atomica e molecolare, e le basi della fisica dei solidi.
OF 2) Comprendere gli spettri energetici e gli autostati di sistemi atomici, molecolari e solidi.
OF 3) Comprendere i principi dell’interazione tra radiazione e materia

B – Capacità applicative
OF 4) Imparare ad applicare i principi della meccanica quantistica per la descrizione del comportamento di atomi e molecole
OF 5) Risolvere problemi legati al calcolo degli spettri atomici e molecolari
OF 6) Essere in grado di applicare tecniche perturbative e variazionali per il calcolo degli autostati di atomi e molecole

C - Autonomia di giudizio
OF 7) Essere in grado di integrare le conoscenze acquisite al fine di applicarle successivamente nel contesto più generale della fisica della materia condensata

D – Abilità nella comunicazione
OF 8) Saper comunicare i passaggi salienti necessari alla soluzione di problemi elementari inerenti la struttura della materia

E - Capacità di apprendere
OF 9) Avere la capacità di consultare autonomamente testi di base e in qualche caso articoli scientifici al fine di approfondire in modo autonomo alcuni argomenti introdotti durante il corso.

Lo studente alla fine del corso dovra avere piena conoscenza della fisica atomica e molecolare con elementi di fisica dello stato solido. Dovra' essere in grado di svolgere gli esercizi numerici sugli argomenti del corso.

I prerequisiti concernono la conoscenza deglki elemnti di base della meccanica quantistica e della matematica operatoriale

1 Fisica atomica
1.1 Gli spettri atomici
1.2 Richiami di fisica classica e quantistica
1.3 Interpretazione dello spettro dell'idrogeno
1.4 Dall'idrogeno alla Tavola Periodica
2 Fisica molecolare
2.1 Lo ione molecolare H2+
2.2 H2+ e molecole omonucleari
2.3 Modello di molecola biatomica eteronucleare
2.4 Molecole biatomiche con piú di un elettrone
2.5 Molecole poliatomiche cicliche
3 Fisica dei solidi
3.1 Tight binding a primi vicini
3.2 Densità degli stati e superficie di Fermi
3.3 Elettrone libero: la conduzione da Drude a Sommerfeld
3.4 Cristalli, reticolo diretto e reciproco
3.5 Teorema di Bloch, bande di energia, metalli e isolanti

Testi consigliati:
- B.H. Bransden and C.J. Joachain Physics of atoms and molecules
- N.W. Ashcroft and N.D. Mermin Solid State Physics
- G.B. Bachelet e V.D.P. Servedio Elementi di fisica atomica, molecolare e dei solidi II edizione
Altri testi utili
- L. Colombo Atomic and molecular physics. A primer. IOP Publishing 2019
- L.D. Landau e E.M. Lifsic, Fisica teorica. Vol. 3: Meccanica quantistica. Teoria non relativistica.
Editori Riuniti 1999

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- G.B. Bachelet e V.D.P. Servedio Elementi di fisica atomica, molecolare e dei solidi II edizione
Altri testi utili
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- L.D. Landau e E.M. Lifsic, Fisica teorica. Vol. 3: Meccanica quantistica. Teoria non relativistica.
Editori Riuniti 1999

La didattica sara' svolta in aula usando sia la lavagna che la proiezione di slides e svolgendo sia la parte teorica che esercizi analoghi a quelli d'esame

La frequenza e' consigliata

La valutazione finale si basa su una prova scritta con esercizi analoghi a quelli svolti in classe ed una orale

Moti atomici e molecolari
Accoppiamento SPIN-Orbita
Livelli energetici atomici e molecolari
interazione radiazione materia

• Fisica Atomica
  • Testi di riferimento: Slides docente


• Fisica Molecolare
  • Testi di riferimento: Slides docente