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

COMPLEMENTI DI STRUTTURA DELLA MATERIA

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2016/2017
Anno di corso: 
3
Anno accademico di erogazione: 
2018/2019
Tipo di attività: 
Obbligatorio a scelta
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
8
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' didattica: 
56
Prerequisiti: 

Il corso di Struttura della Materia 2
I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi due anni e del corso di "Struttura della Materia II" del primo semestre del terzo anno.

Moduli

Metodi di valutazione

Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

L'esame si articola in una prova scritta e un colloquio orale unici per entrambi i moduli I e II.

La prova scritta consiste nello svolgimento di tre esercizi numerici riguardanti argomenti di fisica molecolare, meccanica statistica ed applicazioni della teoria dei gruppi alle proprietà elettroniche e vibrazionali delle molecole. Durante la prova scritta non è permesso l'utilizzo di libri ed appunti.

Ad ogni esercizio risolto correttamente vengono assegnati 10 punti.

L'ammissione all'orale richiede un punteggio complessivo nella prova scritta non inferiore a 10 punti.

La prova orale verte sulla eventuale risoluzione degli esercizi non correttamente risolti dallo studente e sulla teoria.

La prova orale deve essere sostenuta nella stessa sessione d'esame in cui è stata sostenuta la prova scritta.
L'esame si articola in una prova scritta e un colloquio orale unici per entrambi i moduli I e II.

La prova scritta consiste nello svolgimento di tre esercizi numerici riguardanti argomenti di fisica molecolare, meccanica statistica ed applicazioni della teoria dei gruppi alle proprietà elettroniche e vibrazionali delle molecole. Durante la prova scritta non è permesso l'utilizzo di libri ed appunti.

Ad ogni esercizio risolto correttamente vengono assegnati 10 punti.

L'ammissione all'orale richiede un punteggio complessivo nella prova scritta non inferiore a 10 punti.

La prova orale verte sulla eventuale risoluzione degli esercizi non correttamente risolti dallo studente e sulla teoria.

La prova orale deve essere sostenuta nella stessa sessione d'esame in cui è stata sostenuta la prova scritta.

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

Gli obiettivi sono quelli di fornire della basi solidie di fisica molecolare agli studenti.
Introduzione alla meccanica statistica classica e quantistica. Introduzione alla teoria dei gruppi finiti con applicazioni alla fisica molecolare.

Contenuti

Molecole semplici, struttura elettronica, rotazionale e vibrazionale
Elementi di meccanica statistica classica e quantistica. Introduzione alla teoria dei gruppi con applicazioni allo studio degli stati elettronici e vibrazionali di molecole poliatomiche.

Programma esteso

1. Approssimazione adiabatica

2.Lo schema MO-LCAO e l'equazione secolare.

3. I metodi di Heitler-London e di Huckel

4. Lo ione e la molecola idrogeno

5. Molecole biatomiche

6. Proprietà vibrazionali e rotazionali della molecola biatomica

7. L'interazione molecolare di van der Waals

8. L'approssimazione di Franck-Condon
Fisica Statistica

((KK) capitoli 2, 3, 5, 6, 7)

Entropia, temperatura e probabilità.
Ensemble canonico e la distribuzione di Boltzmann.
Gas classico ideale.
Potenziale chimico, ensemble gran canonico e la distribuzione di Gibbs.
Distribuzioni statistiche quantistiche: Fermi-Dirac e Bose-Einstein. Limite classico.
Il gas di Fermi: energia di Fermi e calore specifico.
Gas di bosoni a bassa temperatura e la condensazione di Bose-Einstein, Superfluidità nell'elio liquido.
Gas di fotoni.
Teorema di equipartizione e calore specifico delle molecole poliatomiche.

Teoria dei gruppi ad applicazioni alla fisica molecolare

((AF) capitolo 5, 8.7, 10.11-10.12)

Gruppi ed operazioni di simmetria delle molecole
Rappresentazione dei gruppi finiti, rappresentazioni irriducibili, tavola dei caratteri
Teoria dei gruppi e meccanica quantistica, applicazione agli stati elettronici delle molecole poliatomiche
Prodotto diretto di due gruppi. Regole di selezione delle transizioni ottiche in molecole poliatomiche.
Vibrazioni di molecole poliatomiche. regole di selezione IR e Raman.

Bibliografia consigliata

B.H. Brandsen e C.J. Joachaim, Physics of Atoms and Molacules, Prentice Hall, 2003
- C. Kittel e H. Kroemer, Termodinamica Statistica, Boringhieri (Torino 1985) or the English version, Thermal Physics (W. Freeman, 1980). (KK)

- P.W. Atkins and R. S. Friedman, Molecular Quantum Mechanics (5th edition), Oxford University Press (Oxford, 2011); P.W. Atkins and R. S. Friedman, Molecular Quantum Mechanics, Meccanica Quantistica Molecolare (Zanichelli, 2000). (AF)

- S.J. Blundell and C. Blundell, “Concepts in Thermal Physics” (Oxford University Press, 2009).

- D.C. Harris and M. D. Bertolucci, Symmetry and Spectroscopy (Dover, 1989)

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Lezioni frontali