Anno di corso: 1

Crediti: 6
Crediti: 8
Crediti: 8
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale

Anno di corso: 2

Anno di corso: 3

STRUTTURA DELLA MATERIA II

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2016/2017
Anno di corso: 
3
Anno accademico di erogazione: 
2018/2019
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
6
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' didattica: 
56
Prerequisiti: 

Il Corso prevede che lo studente abbia già studiato la crisi della fisica classica, il dualismo onda-particella, l'equazione di Schrodinger e la sua applicazione all'atomo di idrogeno, ovvero gli argomenti trattati nel Corso di Struttura della Materia I.

Moduli

Metodi di valutazione

Tipo di esame: 
Orale
Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

Gli studenti sono chiamati a superare una prova scritta e una prova orale. Nella prova scritta vengono assegnati due esercizi tesi a valutare la capacità dello studente nell'applicare i concetti imparati nel corso. E' sufficiente risolvere uno dei due esercizi per essere ammessi alla prova orale avendo accesso a qualunque votazione. Durante la prova orale il docente valuta il livello di apprendimento dello studente e la sua capacità di contestualizzare, assegnando un voto finale in trentesimi. Viene richiesta esclusivamente la conoscenza di quanto trattato esplicitamente a lezione.

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

Fine principale del Corso è fornire allo studente gli strumenti formali adatti a comprendere alcuni aspetti fondamentali della struttura della materia, quali lo spin, la struttura fine degli atomi elettronici, la struttura elettronica di atomi a molti elettroni, e l'interazione luce-materia.

Contenuti

Assiomatica della meccanica quantistica

Lo spin dell'elettrone

Metodi approssimati

Interazione spin-orbita

Struttura fine dell'atomo di idrogeno

Effetto Zeeman

Formalismo a molte particelle

Atomo di Elio

Atomi a molti elettroni

Interazione luce-materia

Programma esteso

Assiomatica della meccanica quantistica: Spazi di Hilbert, operatori associati ad osservabili fisiche, osservabili compatibili, principio di indeterminazione generalizzato, costanti del moto, teorema di Ehrenfest.

Lo spin dell'elettrone: Momento magnetico orbitale, esperimento di Stern e Gerlach, momento magnetico di spin, spinori e matrici di Pauli, numero quantico di spin ed estensione del formalismo.

Metodi approssimati: teoria delle perturbazioni indipendenti dal tempo per livelli non degeneri e degeneri, principio variazionale.

Interazione spin-orbita: hamiltoniana d'interazione spin-orbita, operatore momento angolare totale.

Struttura fine dell'atomo di idrogeno: correzione ai livelli energetici dovuta all'interazione spin-orbita e alla correzione relativistica.

Effetto Zeeman: splitting dei livelli in presenza di un campo magnetico, effetto Zeeman forte e debole.

Formalismo a molte particelle: particelle identiche, determinanti di Slater, principio di esclusione di Pauli.

Atomo di Elio: stato fondamentale dell'atomo di He trascurando l'interazione elettrone-elettrone, trattazione perturbativa dell'effetto dell'interazione elettrone-elettrone, trattazione variazionale, stati di singoletto e tripletto, integrali di Hartree e di scambio.

Atomi a molti elettroni: approssimazione a campo centrale, il metodo di Hartree, simboli di termine, regole di Hund, riempimento degli orbitali atomici.

Interazione luce-materia: teoria delle perturbazioni dipendenti dal tempo, approssimazione di dipolo elettrico, assorbimento, emissione stimolata e spontanea, regole di selezione.

Bibliografia consigliata

Dispense del corso in forma di slides scritte dal docente e messe a disposizione degli studenti tramite la presente piattaforma elearning. Files .pdf contenenti tutto quanto scritto sul tablet durante una lezione.

Testo adottato per la maggior parte dell'insegnamento:

David J. Griffiths, Introduzione alla Meccanica Quantistica (o versione inglese).

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Il docente spiega e deriva ogni argomento con l'ausilio di un tablet collegato a un videoproiettore. Gli argomenti teorici sono costantemente intervallati da applicazioni ed esercizi. All'inizio di ogni lezione il docente riassume brevemente i contenuti di quella precedente.