A.A. 2013-14
Corso di Laurea in Fisica L30
Fisica della Materia con esercitazioni
Codice SCC0111
Alberto Parola
CFU
SSD
Lezioni
Esercitazioni
Laboratorio
(ore)
(ore)
(ore)
8
FIS/0
3
64
[inserire voce: es. attività
di campo; seminari;
uscite;…]
(ore)
Anno
III
Lingua
Italiano
Obiettivi dell’insegnamento e risultati di apprendimento attesi
Introdurre alla struttura della materia: dalla struttura atomica a quella molecolare allo
stato solido. Si forniscono le basi concettuali dei meccanismi di aggregazione della
materia con riferimento ai principali metodi di indagine sperimentale.
Prerequisiti
Buona familiarita' con la meccanica quantistica.
Contenuti e programma del corso
1) Richiami di teorie cinetiche ed elementi di statistica. Ipotesi di ergodicita'. Teoria
degli insiemi rappresentativi. Teorema di equipartizione.Distribuzione di MaxwellBoltzmann. Collisioni, sezioni d'urto e libero cammino medio.
Coefficienti del
trasporto nei gas. Moto Browniano.
2) Struttura atomica. Atomi a piu' elettroni: atomo di Elio. Campo autoconsistente.
Tavola periodica degli elementi. Antisimmetria della funzione d'onda e principio di
Pauli. Modello a shell. Metalli alcalini. Interazione spin-orbita. Regole di Hund. Effetto
Zeeman.
3) Cenni di struttura molecolare. Approssimazione di Born--Oppenheimer. Ione
molecolare idrogeno. Parita'. Orbitali molecolari. Molecola di idrogeno. Legame
covalente, legame ionico, approssimazione di Heitler--London. Affinita' elettronica,
esempi di
legami di tipo ionico. Forze di Van der Waals. Moti rotazionali e vibrazionali. Spettri.
regola di Franck--Condon. Molecole poliatomiche. Ibridizzazione.
4) Statistiche quantistiche e applicazioni.
Statistiche quantistiche e indistinguibilita'. Maxwell—Boltzmann, Bose-Einstein. Fermi-Dirac. Limite classico. Radiazione in equilibrio con la materia: fotoni. Calore specifico
dei solidi (Debye): fononi. Gas elettronico degenere: energia di Fermi, pressione di
degenerazione, calore specifico.
5) Cenni di stato solido. Struttura di solidi cristallini: reticoli periodici. Proprieta' di
trasporto in metalli: modello di Drude—Sommerfeld. Struttura a bande: teorema di
Bloch. Metalli e isolanti.
Tipologia delle attività didattiche
Lezioni frontali
Testi e materiale didattico
Lo studente potra' trovare il meteriale esposto nei seguenti testi:
F. Reif: Fundamentals of Statistical and Thermal Physics
B.H. Bransden, C.J. Joachain: Physics of Atoms and Molecules
N.W. Ashcroft, N.D. Mermin: Solid state physics
Modalità di verifica dell’apprendimento
Le prove sono mirate a verificare il grado di apprndimento delle basi della Fisica della
Materia; l'abilita' nella comprensione di testi piu' avanzati nell'ambito della fisica
atomica, molecolare e dello stato solido; la capacita' di risolvere problemi di struttura
atomica e molecolare e di fisica statistica classica e quantistica. La verifica avverra'
attraverso una prova scritta seguita da un colloquio.
Orario di ricevimento
Alla fine delle lezioni e su appuntamento ([email protected])
Calendario delle attività didattiche
Collegamento ipertestuale alla pagina degli orari e sedi del CdS
Appelli d'esame
Collegamento ipertestuale alla bacheca appelli
