TEACHING 2018
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FISICA QUANTISTICA E DELLO STATO SOLIDO
ORARIO DELLE LEZIONI:
- Lunedì dalle 14 alle 17
- Venerdì dalle 14 alle 16
- Inizio Corso: 28/09/2018
SEDE:
- DIET/09, Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione, Elettronica, e Telecomunicazioni.
RICEVIMENTO:
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, stanza 323, terzo piano, edificio Marconi.
- Orario: sempre, meglio avvertendo in anticipo con una e-mail all'indirizzo: rinaldo.trotta@uniroma1.it
DATE ESAMI (2019):
- 16 Gennaio, 6 Febbraio, 3 Aprile, 12 Giugno, 10 Luglio, 9 Settembre, 22 Ottobre.
LIBRI DI TESTO CONSIGLIATI:
- Bransden, Joachain, "Quantum Mechanics" (second edition), Prentice Hall (B-J)
- Camiz, Ferrari, Dispense di Istituzioni di Fisica Teorica, click here
- Aschroft, Mermin, Solid State Physic, Sanders College Publishing
- Qualiasi libro di fisica classica (Fisica 1 e 2).
DIARIO DELLE LEZIONI:
28/09/2018 (2 ore): Introduzione al corso. La crisi della fisica classica: introduzione. Radiazione di corpo nero, emittanza spettrale, legge di Stefan, legge di Wien, funzione di distribuzione spettrale della densità di energia. Calcolo dei modi permessi di cavità e dell'energia media di un oscillatore. Calcolo della densità di energia spettrale classica. RIFERIMENTI: B-J (1.1), Modes of oscillation
01/10/2018 (3 ore): Ipotesi di Planck e quantizzazione dell'energia dei modi di oscillazione di una cavità. Derivazione della legge di Stefan e della legge di Wien utilizzando l'ipotesi di Planck. Effetto fotoelettrico: evidenze sperimentali e fallimento dell'approccio classico. Descrizione della luce in termini di fotoni. RIFERIMENTI: B-J (1.1-1.2). Curiosità: "The photoelectric effect without photons" e "Anti-photon"
05/10/2018 (2 ore): Spettro di emissione e assorbimento degli atomi ed equazione di Balmer-Rydberg. Fallimento dell'approccio classico. Modello di Bohr. Quantizzazione del momento angolare e calcolo degli spettri energetici con massa nucleare infinita e finita. Raggio di Bohr. Prinicipio di corrispondenza di Bohr. Esperimento di Franck e Hertz. RIFERIMENTI: B-J (1.4).
08/10/2018 (3 ore): Interazione di un campo magnetico con un momento magnetico. Precessione di Larmor. Esperimento di Stern-Gerlach. Quantizzazione della componente z del momento angolare orbitale. Spin dell'elettrone e momento angolare totale. Ipotesi di De Broglie ed evidenze sperimentali delle proprietà ondulatorie degli elettroni. RIFERIMENTI: B-J (1.5-1.6).
12/10/2018 (2 ore): Approccio classico all'interferenza e alla diffrazione: Esperimento di Young. Esperimento delle due fenditure. Funzione d'onda e significato probabilistico. Interpretazione della funzione d'onda, principio di sovrapposizione. Funzione d'onda per una particella con impulso ben definito. RIFERIMENTI: B-J (2.1,2.2,2.3).
15/10/2018 (3 ore): Pacchetto d'onda e velocità di gruppo. Trasformata di Fourier e delta di Dirac. Pacchetto d'onda gaussiano: calcolo della funzione d'onda nello spazio reale ed evoluzione temporale. Relazione di indeterminazione posizione-impulso. Pacchetto d'onda in tre dimensioni. RIFERIMENTI: B-J (2.4).
19/10/2018 (2 ore): Principio di indeterminazione di Heisenberg. Diffrazione (Fraunhofer) e potere risolutivo di un microscopio. Il microscopio a raggi γ. Ancora sull'esperimento delle due fenditure. Stabilità degli atomi. Principio di indeterminazione energia-tempo e pacchetto d'onda temporale. RIFERIMENTI: B-J (2.5). Video sull'esperimento delle due fenditure su cui riflettere.
22/10/2018 (3 ore): Equazione di Schroedinger e conservazione della probabilità. Vettore densità di probabilità di corrente ed equazione di continuità. Hamiltoniana e operatori Hermitiani. Equazione di Schroedinger dipendente dal tempo per una particella libera ed estensione alla presenza di un campo di forze. Valore aspettati di un'osservabile e operatori. Operatori non hermitiani e commutatori. RIFERIMENTI: B-J (3.1-3.2-3.3).
26/10/2018 (2 ore): Teorema di Ehrenfest. Equazione di Schröedinger indipendente dal tempo, stati stazionari. Autovalori ed autofunzioni. Proprietà delle autofunzioni dell'energia.RIFERIMENTI: B-J (3.4-3.5-3.7).
29/10/2018 (3 ore): Non ci sarà lezione. La lezione verrà recuperata durante il mese di Novembre.
2/11/2018 (2 ore): Soluzione generale dell'equazione di Schröedinger per potenziali indipendenti dal tempo. Equazione di Schöroedinger nello spazio degli impulsi. Problemi unidimensionali. La particella libera.RIFERIMENTI: B-J (3.8-3.9-4.1-4.2).
5/11/2018 (3 ore): Gradino di potenziale, coefficiente di riflessione e trasmissione. Barriera di potenziale ed effetto tunnel.RIFERIMENTI: B-J (4.3-4.4).
9/11/2018 (2 ore): Analogie classiche per i risultati ottenuti per il gradino e la barriera di potenziale. Spettro angolare ed onde evanescenti. Superamento del limite di diffrazione. Riflessione totale interna frustrata. RIFERIMENTI: Notes_Novotny; Notes:_2; Paper_PSTM.
12/11/2018 (2 ore): Buca di potenziale di altezza infinita e potenziali simmetrici. Buca di potenziale di altezza finita. RIFERIMENTI: B-J (4.5-4.6).
13/11/2018 (3 ore)- Recupero lezione del 29/10/2018 - Ore 15:30, Aula Wieck-Dipartimento di Fisica: ...
- Lunedì dalle 14 alle 17
- Venerdì dalle 14 alle 16
- Inizio Corso: 28/09/2018
SEDE:
- DIET/09, Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione, Elettronica, e Telecomunicazioni.
RICEVIMENTO:
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, stanza 323, terzo piano, edificio Marconi.
- Orario: sempre, meglio avvertendo in anticipo con una e-mail all'indirizzo: rinaldo.trotta@uniroma1.it
DATE ESAMI (2019):
- 16 Gennaio, 6 Febbraio, 3 Aprile, 12 Giugno, 10 Luglio, 9 Settembre, 22 Ottobre.
LIBRI DI TESTO CONSIGLIATI:
- Bransden, Joachain, "Quantum Mechanics" (second edition), Prentice Hall (B-J)
- Camiz, Ferrari, Dispense di Istituzioni di Fisica Teorica, click here
- Aschroft, Mermin, Solid State Physic, Sanders College Publishing
- Qualiasi libro di fisica classica (Fisica 1 e 2).
DIARIO DELLE LEZIONI:
28/09/2018 (2 ore): Introduzione al corso. La crisi della fisica classica: introduzione. Radiazione di corpo nero, emittanza spettrale, legge di Stefan, legge di Wien, funzione di distribuzione spettrale della densità di energia. Calcolo dei modi permessi di cavità e dell'energia media di un oscillatore. Calcolo della densità di energia spettrale classica. RIFERIMENTI: B-J (1.1), Modes of oscillation
01/10/2018 (3 ore): Ipotesi di Planck e quantizzazione dell'energia dei modi di oscillazione di una cavità. Derivazione della legge di Stefan e della legge di Wien utilizzando l'ipotesi di Planck. Effetto fotoelettrico: evidenze sperimentali e fallimento dell'approccio classico. Descrizione della luce in termini di fotoni. RIFERIMENTI: B-J (1.1-1.2). Curiosità: "The photoelectric effect without photons" e "Anti-photon"
05/10/2018 (2 ore): Spettro di emissione e assorbimento degli atomi ed equazione di Balmer-Rydberg. Fallimento dell'approccio classico. Modello di Bohr. Quantizzazione del momento angolare e calcolo degli spettri energetici con massa nucleare infinita e finita. Raggio di Bohr. Prinicipio di corrispondenza di Bohr. Esperimento di Franck e Hertz. RIFERIMENTI: B-J (1.4).
08/10/2018 (3 ore): Interazione di un campo magnetico con un momento magnetico. Precessione di Larmor. Esperimento di Stern-Gerlach. Quantizzazione della componente z del momento angolare orbitale. Spin dell'elettrone e momento angolare totale. Ipotesi di De Broglie ed evidenze sperimentali delle proprietà ondulatorie degli elettroni. RIFERIMENTI: B-J (1.5-1.6).
12/10/2018 (2 ore): Approccio classico all'interferenza e alla diffrazione: Esperimento di Young. Esperimento delle due fenditure. Funzione d'onda e significato probabilistico. Interpretazione della funzione d'onda, principio di sovrapposizione. Funzione d'onda per una particella con impulso ben definito. RIFERIMENTI: B-J (2.1,2.2,2.3).
15/10/2018 (3 ore): Pacchetto d'onda e velocità di gruppo. Trasformata di Fourier e delta di Dirac. Pacchetto d'onda gaussiano: calcolo della funzione d'onda nello spazio reale ed evoluzione temporale. Relazione di indeterminazione posizione-impulso. Pacchetto d'onda in tre dimensioni. RIFERIMENTI: B-J (2.4).
19/10/2018 (2 ore): Principio di indeterminazione di Heisenberg. Diffrazione (Fraunhofer) e potere risolutivo di un microscopio. Il microscopio a raggi γ. Ancora sull'esperimento delle due fenditure. Stabilità degli atomi. Principio di indeterminazione energia-tempo e pacchetto d'onda temporale. RIFERIMENTI: B-J (2.5). Video sull'esperimento delle due fenditure su cui riflettere.
22/10/2018 (3 ore): Equazione di Schroedinger e conservazione della probabilità. Vettore densità di probabilità di corrente ed equazione di continuità. Hamiltoniana e operatori Hermitiani. Equazione di Schroedinger dipendente dal tempo per una particella libera ed estensione alla presenza di un campo di forze. Valore aspettati di un'osservabile e operatori. Operatori non hermitiani e commutatori. RIFERIMENTI: B-J (3.1-3.2-3.3).
26/10/2018 (2 ore): Teorema di Ehrenfest. Equazione di Schröedinger indipendente dal tempo, stati stazionari. Autovalori ed autofunzioni. Proprietà delle autofunzioni dell'energia.RIFERIMENTI: B-J (3.4-3.5-3.7).
29/10/2018 (3 ore): Non ci sarà lezione. La lezione verrà recuperata durante il mese di Novembre.
2/11/2018 (2 ore): Soluzione generale dell'equazione di Schröedinger per potenziali indipendenti dal tempo. Equazione di Schöroedinger nello spazio degli impulsi. Problemi unidimensionali. La particella libera.RIFERIMENTI: B-J (3.8-3.9-4.1-4.2).
5/11/2018 (3 ore): Gradino di potenziale, coefficiente di riflessione e trasmissione. Barriera di potenziale ed effetto tunnel.RIFERIMENTI: B-J (4.3-4.4).
9/11/2018 (2 ore): Analogie classiche per i risultati ottenuti per il gradino e la barriera di potenziale. Spettro angolare ed onde evanescenti. Superamento del limite di diffrazione. Riflessione totale interna frustrata. RIFERIMENTI: Notes_Novotny; Notes:_2; Paper_PSTM.
12/11/2018 (2 ore): Buca di potenziale di altezza infinita e potenziali simmetrici. Buca di potenziale di altezza finita. RIFERIMENTI: B-J (4.5-4.6).
13/11/2018 (3 ore)- Recupero lezione del 29/10/2018 - Ore 15:30, Aula Wieck-Dipartimento di Fisica: ...
