Elementi di struttura della materia

. - Elementi di struttura della materia
PROF. LUIGI SANGALETTI
OBIETTIVO DEL CORSO
Conoscenza degli esperimenti più significativi nello studio della struttura
elettronica degli atomi, delle molecole e dei solidi. Conoscenza dei modelli teorici
sviluppati per descrivere e interpretare i dati sperimentali. Applicazione delle
nozioni di base di meccanica quantistica alla risoluzione di problemi relativi alla
struttura elettronica degli atomi (accoppiamento spin-orbita, somma di momenti
angolari, affetto Zeeman e Paschen Back, struttura iperfine).
PROGRAMMA DEL CORSO
– Struttura elettronica degli atomi.
– Rimozione della degenerazione orbitale negli atomi alcalini. Momento angolare
orbitale e di spin. Accoppiamento spin-orbita. Struttura fine. Atomi in campo
magnetico. Effetto Zeeman ed effetto Paschen-Bach. Regole di selezione per le
transizioni ottiche.
– Larghezza e forma delle righe spettrali. Atomi a più elettroni. Atomo di elio.
Principio di esclusione di Pauli. Integrale di scambio. Composizione dei
momenti angolari. Accoppiamento L-S. Regola di Hund. Accoppiamento j-j.
Spettri dei raggi X. Spin nucleare e struttura iperfine.
– Influenza del nucleo sugli spettri atomici. Spin e momento magnetico dei nuclei
atomici. L'interazione iperfine. Struttura iperfine in campo magnetico esterno.
– Struttura elettronica delle molecole. La molecola di idrogeno ionizzata. Orbitali
molecolari di molecole biatomiche. Molecole poliatomiche. Metodo LCAO.
Ibridizzazione. Struttura cristallina e diffrazione dei raggi X. Diffusione elastica
dei raggi X da parte degli elettroni. Diffusione da un insieme di centri diffusori.
Legge di Bragg. Diffrazione da cristalli.
– Struttura elettronica dei solidi. Solidi covalenti, cristalli ionici, solidi
molecolari, metalli. Potenziali periodici e origine delle bande elettroniche.
Densità degli stati. Evidenza sperimentale delle bande elettroniche.
Spettroscopia fotoelettronica.
BIBLIOGRAFIA
H. HAKEN - H.C. WOLF, Fisica Atomica e Quantistica, Bollati-Boringhieri, Torino.
R. EISBERG - R. RESNICK, Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei and Particles, Wiley,
2nd ed 1985.
DIDATTICA DEL CORSO
Lezioni frontali in aula (circa 24 ore)
Esercitazioni in aula (circa 16 ore)
Materiale del corso disponibile sul sito WEB del docente.
METODO DI VALUTAZIONE
Prova scritta propedeutica all'esame orale.
Esame orale.
AVVERTENZE
Il Prof. Luigi Sangaletti riceve gli studenti il martedì, dalle ore 16.00 alle 18.00, nel suo
studio.