Il mio programma di Elementi di Struttura della Materia 2008-2009

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Il mio programma di Elementi di Struttura della Materia 2008-2009
ossia
le parti del Bransden-Joachain (B-J: Physics of Atoms and Molecules) svolte a lezione
NB.:
Il Cap. 1 del B-J contiene argomenti del corso di Fisica III svolto dalla Prof. Collini
Il Cap. 2 da 2.1 a 2.7 contiene argomenti del corso di Meccanica Quantistica svolto
dal Prof. Zaffaroni.
E’ bene che lo studente dia una rapida occhiata a questi capitoli introduttivi per
verificare di averne acquisito i concetti. Attenzione particolare ai Cap. 2.5 (Angular
momentum) e 2.6 (Central forces)
Parti svolte:
Cap. 2.7:
Indistinguishable particles, Bosons & fermions (pp. 111-114)
Cap. 2.8:
Approximate methods (da p.114 a 125); The variational method (130-135) e The
WKB approximation (136-141) saranno svolti all’inizio del corso di Complementi
Cap. 3
One-electron atoms: da 3.1 a 3.4, e 3.6. Note: solo la formulazione Laguerre (niente
ipergeometriche); sul viriale basta la nota sul sito.
Cap. 4
Interaction of one-electron atoms with em radiation:
4.1, 4.2, 4.3 (fino all’Eq. (4.80b)), 4.4 (fino a qui c’è una versione
semplificata sul sito);
4.5 e 4.6 (fino all’Eq. (4.142))
Cap. 5
One-electron atoms: fine structure and hyperfine structure:
5.1 Fine structure of hydrogenic atoms (fino a p. 247). Si fa uso dell’Eq. di
Dirac (Appendice 7 oppure sul sito).
5.2 The Lamb shift
5.3 Hyperfine structure & isotope shift (fino all’inizio p. 266; avevo
accennato anche agli effetti della dimensione finita del nucleo, p. 268)
Cap. 6
Interaction of one-electron atoms with external electric & magnetic fields:
6.1 solo fino a metà di p. 274 N.B.: L’effetto del campo elettrico costante era
stato fatto come applicazione della teoria delle perturbazioni;
6.2 The Zeeman effect: dall’inizio (non fatto da Eq. (6.95a) a (6.102), ma
capire qualitativamente la Fig. (6.8)) fino all’inizio p. 302, Eq. (6.128)
(livelli di Landau).
Cap. 7
Two-electron atoms:
da 7.1 a 7.5 (fino all’Eq. (7.79)); 7.6 (fino a p. 341, Variational method
escluso); leggere 7.7.
Cap. 8
Many-electron atoms:
8.1 e 8.2 (molti concetti di questa sezione sono stati esposti nel corso di
Chimica della Prof. Di Valentin: un ripasso non guasta; è gradita la
conoscenza della tavola periodica degli elementi)
I capitoli 8.3 (Thomas-Fermi) e 8.4 (Hartree-Fock) saranno svolti nel corso di
Complementi; attenzione però:
8.4 (pp. 400-401) The Hartree equations , sono svolte e fanno parte del
presente corso. Per questa parte lo studente può scegliere tra:
l’approccio qualitativo su Eisberg-Resnick, Quantum Physics (Cap.
9.5, 9.6 e 9.7) oppure l’approccio più rigoroso anticipando sul B-J lo
studio del metodo Hartree-Fock da pag. 382 fino all’Eq. (8.138).
8.5
Corrections to the central-field approximation (ossia le interazioni
coulombiane residue)
Cap. 9
Questo capitolo generalizza agli atomi con molti elettroni quanto esposto nel
Cap. 6 per gli atomi idrogenoidi. Questo capitolo non è stato svolto e non fa
parte del programma, ma alcuni concetti qui esposti sono simili a quanto detto
per gli atomi idrogenoidi, e occorre quindi considerarli. Essi riguardano:
regole di selezione in L-S coupling (p. 431) e Zeeman effect (p. 468-469 e
anche magari anche 470).
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