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Percorso della pagina
  1. Area di Scienze
  2. Corso di Laurea Triennale
  3. Scienza dei Materiali [E2701Q]
  4. Insegnamenti
  5. A.A. 2020-2021
  6. 2° anno
  1. Struttura della Materia I
  2. Introduzione
Insegnamento Titolo del corso
Struttura della Materia I
Codice identificativo del corso
2021-2-E2701Q043
Descrizione del corso SYLLABUS

Syllabus del corso

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Obiettivi

Il corso si prefigge di introdurre e sviluppare i concetti base della meccanica quantistica utilizzati per modellizzare le proprietà della materia a livello atomico.

Contenuti sintetici

CRISI DELLA FISICA CLASSICA

PARTICELLA QUANTISTICA

EQUAZIONE DI SCHRÖDINGER

ATOMI



Programma esteso

CRISI DELLA FISICA CLASSICA

Spettro di corpo nero, teoria classica e proposta di Planck; il quanto di energia. Effetto fotoelettrico: apparato e osservazioni sperimentali; interpretazione classica e interpretazione quantistica. Modello corpuscolare della luce; il fotone. Effetto Compton: aspetti sperimentali e interpretazione. Produzione e annichilazione di coppie e-e+. Spettro e.m. e interazione fotone-materia. Modello di Bohr: costruzione e risultati; conseguenze. Transizioni e spettri. Esperimento di Franck-Hertz e interpretazione. Ipotesi di De Broglie; esperimenti di Davisson e Germer e di Thomson.

PARTICELLA QUANTISTICA

Funzione d'onda Ψ ed equazione delle onde per le onde di materia. Ψ come onda armonica o come pacchetto. Vantaggi del pacchetto; principi di indeterminazione. Richiami su pacchetto d'onde, velocità di gruppo, trasformata di Fourier, pacchetto gaussiano. Discussione e conseguenze dei principi di indeterminazione. Interpretazione probabilistica di Born della funzione d'onda Ψ. Misura e valori di aspettazione. Operatori e regole di rappresentazione; esempi.

EQUAZIONE DI SCHRÖDINGER

L'equazione di Schrödinger: derivazione, significato, proprietà. Densità di corrente di probabilità e conservazione. Separazione delle variabili, eq. di Schrödinger agli stati stazionati. Autostati e autovalori di H. Probabilità ed energia di uno stato stazionario. Probabilità e energia di stati non stazionari; densità di carica. Soluzione dell'eq. di Schrödinger 1D: la particella quantistica in una buca di potenziale infinita. Autostati ed energie. Esempi di buca infinita; conseguenze. La particella quantistica in una buca infinita 3D. Degenerazione. Buca di potenziale finita: soluzioni pari e dispari per E<0 ed energie; soluzioni con E>0 e stati del continuo; riflessione e trasmissione. Caratteristiche di buca infinita e finita, con discussione di problemi. Gradino di potenziale e barriera di potenziale 1D. Coefficienti di riflessione e trasmissione, densità di corrente di probabilità. Effetto tunnel. Oscillatore armonico 1D: soluzione dell’eq. di Schrödinger, stati stazionari, energie. Potenziale con un minimo: stati legati e del continuo.

ATOMI

Equazione di Schrödinger per una particella in campo centrale; equazione angolare e radiale. Densità di probabilità radiale e angolare. Soluzione dell’eq. radiale; funzioni Rnl(r), numero quantico principale n ed energie En. Soluzione dell’eq. angolare; le armoniche sferiche Ylm(θ,φ) e le loro proprietà. Numeri quantici orbitale l e magnetico m. La soluzione generale Ψnlm= Rnl(r) Ylm(θ,φ). Transizioni di dipolo elettrico e regole di selezione. Momento angolare e sua quantizzazione; eq. agli autovalori di L2 e Lz, limite classico. Atomo idrogenoide 

Prerequisiti

Modalità didattica

Lezione Frontale ed esercitazioni

Nel periodo di emergenza Covid-19 le lezioni si svolgeranno completamente da remoto. Le registrazioni delle lezioni saranno caricate sulle piattaforma e-learning in accordo al programma del corso. In questo caso, anche le esercitazioni saranno erogate da remoto, come risoluzione guidata di problemi ed esercizi. 

Su richiesta, si potranno organizzare degli incontri online sulla piattaforma Webex per la discussione si contenuti del corso.

Materiale didattico

Appunti e libri di testo consigliati

Periodo di erogazione dell'insegnamento

2° semestre

Modalità di verifica del profitto e valutazione

Esame Scritto e Orale

Nel periodo di emergenza Covid-19 gli esami orali saranno solo telematici. Verranno svolti utilizzando la piattaforma WebEx e nella pagina e-learning dell'insegnamento verrà riportato un link pubblico per l'accesso all'esame di possibili spettatori virtuali.


Orario di ricevimento

su appuntamento

Esporta

Aims

Contents

Detailed program

Prerequisites

Teaching form

Textbook and teaching resource

Semester

Assessment method

Office hours

Entra

Scheda del corso

Settore disciplinare
FIS/03
CFU
6
Periodo
Secondo Semestre
Tipo di attività
Obbligatorio
Ore
60
Tipologia CdS
Laurea Triennale

Staff

    Docente

  • AM
    Angelo Maria Monguzzi

Opinione studenti

Vedi valutazione del precedente anno accademico

Bibliografia

Trova i libri per questo corso nella Biblioteca di Ateneo

Metodi di iscrizione

Iscrizione manuale
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