Anno accademico 2023-2024

FISICA MODERNA

Docenti

Paolo Giannozzi
Totale crediti
6
Periodo didattico
Primo Periodo
Tipologia
Affine/Integrativa
Prerequisiti. Conoscenze di base in classical Fisica: meccanica, termodinamica, elettromagnetismo, e di Matematica: spazi vettoriali, algebra lineare, equazioni differenziali
Metodi didattici. Lezioni frontali, da svolgere per lo più con il solo ausilio di una lavagna
Modalità di verifica. L’esame consiste in uno “homework” (un problema da risolvere o un argomento da approfondire) seguito da un esame orale. In quest’ultimo si parte dal rapporto scritto sullo homework e si spazia sugli argomenti principali del corso per verificarne l’effettiva comprensione.

https://www.uniud.it/it/didattica/corsi/area-scientifica/scienze-matematiche-informatiche-multimediali-fisiche/laurea/matematica/studiare/criteri-guida-di-assegnazione-del-voto-degli-esami-di-profitto/view

Altre informazioni. Pagina web del corso:

http://www.fisica.uniud.it/~giannozz/Corsi/FisMod/fismod.html

L’insegnamento può essere tenuto in lingua inglese, su proposta della struttura didattica competente

Obiettivi formativi
Al termine del corso ci si aspetta che lo/a studente

– conosca e comprenda le basi fisiche e matematiche della meccanica statistica e della meccanica quantistica non relativistica;

– conosca le loro principali applicazioni alla comprensione della struttura della materia;

– sia capace di risolvere semplici problemi di meccanica statistica e quantistica e di prevedere qualitativamente il comportamento di semplici sistemi alla luce dei risultati della meccanica statistica e quantistica.

Contenuti
Il corso fornisce un’introduzione alla meccanica quantistica non relativistica e alla meccanica statistica. Introduzione alla meccanica quantistica: interpretazione probabilistica, equazione di Schroedinger indipendente e dipendente dal tempo, esempi di soluzione dell’equazione di Schroedinger in una dimensione (particelle libere, pacchetti d’onda, buche di potenziale, oscillatore armonico). Soluzione algebrica per l’oscillatore armonico. Il formalismo della meccanica quantistica: Spazio di Hilbert, osservabili, proprietà degli operatori fisici, interpretazione statistica generalizzata, principio di indeterminazione generalizzato, osservabili compatibili, commutatori, costanti del moto, notazione di Dirac. Equazione di Schroedinger in tre dimensioni per potenziali centrali: separazione delle variabili, equazione angolare e radiale. Atomo di idrogeno. Momento angolare, regole di commutazione, autofunzioni del momento angolare orbitale. Spin dell’elettrone. Sistemi a molte particelle. Particelle identiche: Principio di Pauli. Atomi a piu’ elettroni, tavola periodica degli elementi. Introduzione alla meccanica statistica. Statistica di Boltzmann. Statistiche quantistiche di Fermi-Dirac e di Bose-Einstein. Paradossi e interpretazioni della meccanica quantistica: diseguaglianze di Bell. Uno sguardo sul calcolo quantistico.
Testi di riferimento
Introduzione alla Meccanica Quantistica, D. J. Griffiths, Zanichelli (Cap.1-5, 12).

Note del corso e altro materiale indicato durante il corso (in inglese).