Un “miraggio” quantistico

Le dimensioni atomiche oggi si
possono misurare con strumenti
come il Microscopio a Forza
Atomica (AFM)
10 atomi in
3 nm → circa 1
atomo ogni 3 Å
Un “miraggio” quantistico
"This STM image shows the
direct
observation
of
standing-wave patterns in
the local density of states
of the Cu(111) surface.
These spatial oscillations
are
quantum-mechanical
interference
patterns
caused by scattering of the
two-dimensional
electron
gas off the Fe atoms and
point defects. "
http://www.almaden.ibm.com/almaden/media/mirage5.html
1
Struttura della Materia I - 2005/06
sito web:
http://www.iapht.unito.it/struttura
e-mail:
[email protected]
ricevimento:
venerdì ore 11-13
prossimi esami (scritto): 23.3.06, 10.4.06 - ore 9
giovedì
lunedì
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12/1
16/1
19/1
20/1
23/1
27/1
1/2
2/2
3/2
6/2
8/2
9/2
9-11
11-13
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orario lezioni
martedì
giovedì
venerdì
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martedì
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28/2
2/3
3/3
6/3
7/3
9/3
10/3
6/13
14/3
17/3
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Esami propedeutici
- meccanica
- onde, fluidi, termodinamica
- elettromagnetismo e ottica
- complementi di elettromagnetismo
- meccanica analitica e statistica
- meccanica quantistica
Programma
0. Concetti e argomenti propedeutici:
- unità di misura e costanti naturali
- atomo di idrogeno
- transizioni radiative
- meccanica statistica classica
1. Fisica atomica e transizioni radiative
2. Fisica molecolare
3. Statistiche quantistiche
4. Introduzione alla fisica dello stato solido
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Unità di misura
- energia : eV (l eV = 1.6⋅10-19 joule)
- lunghezza: m, nm, Å (1 ångstrom = 10-10 m)
- tempo: s
- campo magnetico: T, G (tesla, gauss, 1G=10-4 T)
- temperatura : K (gradi kelvin)
come esprimere le grandezze principali:
- la massa m: va moltiplicata per c2 (c è la velocità della
luce) ed espressa in eV
- la quantità di moto p: va moltiplicata per c ed
espressa in eV
- la carica elettrica q: si usa il sistema di unità di
misura di Gauss, in cui kel = 1/4πεo=1 e l’energia
potenziale elettrica E p = q Q/r (q e Q= cariche,
r=distanza)
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- velocità della luce c = 3⋅108 m s -l
Costanti naturali
- costante di Planck h c = 2⋅10-7eV m = 2⋅103 eV Å
- costante di struttura fine e 2/ (h c) = 1/137
- carica dell’elettrone al quadrato e2 = h c/137 = 14,4 eV Å
- raggio dell’atomo di Bohr ao= (hc)2 / e2mec2 = 0,53⋅10−10m
- energia di Rydberg ER = e 2/ 2ao =13,6 eV
- numero di Avogadro NA = 6⋅1023mole-1
- costante di Boltzmann kB = 8.6⋅10-5 eV K-1
- massa dell’elettrone me c 2=0.51⋅106 eV
- massa del protone mp c2 = 0.94⋅109 eV
- unità di massa atomica muma c 2 = 0.93⋅109 eV
- magnetone di Bohr µ B =6⋅10-5 eV T-1= 0,6⋅10-8 eV gauss -1
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