programma del corso di fisica moderna

Corso di Laurea in Informatica
Programma di FISICA MODERNA PER L’INFORMATICA (6 CFU)
Prof. F. Simone
A.A. 2012/13
Premessa
Il corso si prefigge di fornire nozioni fondamentali di fisica quantistica che consentano un approccio
consapevole e scientificamente corretto al quantum computing. La descrizione e la comprensione
dei sistemi e dei fenomeni fisici alla base della computazione quantistica sono prerequisiti
essenziali per una formazione di qualità in questo settore. Gli argomenti trattati saranno esposti
senza gravosi formalismi matematici. Verranno descritti i passi principali che hanno condotto a
questo aspetto della fisica moderna e le proprietà fondamentali dei sistemi quantistici, con
riferimento ai processi coinvolti nel quantum computing.
PROGRAMMA
I concetti di quanto e quantizzazione. Radiazione di corpo nero, effetto fotoelettrico,
quantizzazione del campo elettromagnetico, effetto Compton, fotoni, diffrazione e
interferenza di elettroni da doppia fenditura, dualismo onda-corpuscolo, ipotesi e lunghezza
d’onda di De Broglie, esperimento di Davisson e Germer, pacchetti d’onda, stati quantici,
modello atomico di Bohr, sistemi e stati atomici, momento angolare e magnetico di un atomo e
di un elettrone, sistemi a due o più livelli, laser, esperimento di Stern e Gerlach.
Buca di potenziale a pareti infinite, penetrazione di barriere di potenziale, effetto tunnel,
oscillatore armonico.
Funzioni d’onda, equazione di Schroedinger, stati stazionari. Postulati della meccanica
quantistica, ampiezza di probabilità, principio di indeterminazione di Heisemberg, principio
di sovrapposizione, interferenza quantica.
Struttura dei solidi, energia di Fermi, teoria a bande dei solidi. Semiconduttori. Giunzioni e
dispositivi a semiconduttore.
Bibliografia
1) “Principi di Fisica” vol. II, J. W. Jewett & R. A. Serway - EdiSES
2) “Corso di Fisica. Fisica Moderna” Vol.3, P. A. Tipler, G. Mosca - Zanichelli
3) Materiale di studio fornito dal docente