Mario SALERNO | FISICA DELLA MATERIA

cod. 0522600010

FISICA DELLA MATERIA

	0522600010
	DIPARTIMENTO DI FISICA "E.R. CAIANIELLO"
	CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
	FISICA
	2018/2019

PERCORSO COMUNE

	OBBLIGATORIO
	ANNO CORSO 1
	ANNO ORDINAMENTO 2017
	SECONDO SEMESTRE

MODULI

SSD	CFU	ORE	ATTIVITÀ	TIPO DI ATTIVITÁ FORMATIVA
FIS/03	7	56	LEZIONE	CARATTERIZZANTE
FIS/03	2	24	ESERCITAZIONE	CARATTERIZZANTE

DOCENTI

	MARIO SALERNO T Curriculum
	MARIA TERESA MERCALDO Curriculum

	Obiettivi
	GLI OBIETTIVI FORMATIVI DEL CORSO SONO FOCALIZZATI SUI SEGUENTI PUNTI: CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: SI INTENDE FORNIRE AGLI STUDENTI LE CONOSCENZE RIGUARDANTI LA STRUTTURA DELLA MATERIA CON PARTICOLARE RIFERIMENTO ALLE MOLECOLE E ALLA MODERNA FISICA DEI SOLIDI. CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: SI SVILUPPERANNO NEGLI ALLIEVI CAPACITÀ DI COMPRENSIONE E ABILITÀ AL FINE DI RISOLVERE PROBLEMI E APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE. IN PARTICOLARE, GLI STUDENTI VERRANNO STIMOLATI A FRONTEGGIARE LA COMPLESSITA' MEDIANTE DOMANDE E PROBLEMI CHE RICHIEDANO L'ABILITA' DI APLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE. DOVRANNO ALTRESI' SAPER COMUNICARE IN MODO CHIARO, RIGOROSO E PRIVO DI AMBIGUITÀ LE LORO IDEE E ARGOMENTAZIONI SULLE PROBLEMATICHE STUDIATE.

GLI OBIETTIVI FORMATIVI DEL CORSO SONO FOCALIZZATI SUI SEGUENTI PUNTI:

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
SI INTENDE FORNIRE AGLI STUDENTI LE CONOSCENZE RIGUARDANTI LA STRUTTURA DELLA MATERIA CON PARTICOLARE RIFERIMENTO ALLE MOLECOLE E ALLA MODERNA FISICA DEI SOLIDI.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
SI SVILUPPERANNO NEGLI ALLIEVI CAPACITÀ DI COMPRENSIONE E ABILITÀ AL FINE DI RISOLVERE PROBLEMI E APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE. IN PARTICOLARE, GLI STUDENTI VERRANNO STIMOLATI A FRONTEGGIARE LA COMPLESSITA' MEDIANTE DOMANDE E PROBLEMI CHE RICHIEDANO L'ABILITA' DI APLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE. DOVRANNO ALTRESI' SAPER COMUNICARE IN MODO CHIARO, RIGOROSO E PRIVO DI AMBIGUITÀ LE LORO IDEE E ARGOMENTAZIONI SULLE PROBLEMATICHE STUDIATE.

	Prerequisiti
	FISICA ATOMICA - ISTITUZIONI DI FISICA DELLA MATERIA. MECCANICA QUANTISTICA.

	Contenuti
	MODELLO SEMICLASSICO PER LA DINAMICA DELL’ ELETTRONE DI BLOCH. EFFETTI DI CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI SU ELETTRONI DI BLOCH. LIVELLI DI LANDAU DI ELETTRONI LIBERI. MISURA DELLA SUPERFICIE DI FERMI . EFFETTO DE HAAS-VAN ALPHEN E FENOMENI OSCILLATORI ASSOCIATI. SUPERFICIE DI FERMI E TEORIA SEMICLASSICA DELLA CONDUZIONE NEI METALLI. APPROSSIMAZIONE DEL TEMPO DI RILASSAMENTO . FUNZIONE DI DISTRIBUZIONE DI NON-EQUILIBRIO. CONDUTTIVITÀ TERMICA ED ELETTRICA. EFFETTI TERMOELETTRICI. AL DI LA’ DELL'APPROSSIMAZIONE DEL TEMPO DI RILASSAMENTO. DESCRIZIONE GENERALE DELLE COLLISIONI. EQUAZIONE DI BOLTZMANN. SCATTERING DA IMPUREZZE. LEGGE DI WIEDERMANN-FRANZ. AL DI LA’ DELL’ APPROSSIMAZIONE DI ELETTRONI INDIPENDENTI. APPROSSIMAZIONE DI HARTREE-FOCK. TEORIA DELLO SCREENING ELETTRONICO NEI METALLI. TEORIA DI THOMAS-FERMI. TEORIA DI LINDHARD. COSTANTE DIELETTRICA DI LINDHARD. TEORIA DEL FUNZIONALE DENSITÀ. FUNZIONALE ENERGIA CINETICA E FUNZIONALE ENERGIA DI SCAMBIO. TEOREMA DI HOHENBERG-KOHN. ENERGIA DI CORRELAZIONE ED EQUAZIONE DI KOHN-SHAM. APPROSSIMAZIONE LOCALE DEL FUNZIONALE DENSITÀ. INTERAZIONE ELETTRONE-IONE. APPROSSIMAZIONE ADIABATICA DI BORN-OPPENHEIMER. CALCOLO DI SUPERFICI ADIABATICHE POTENZIALE-ENERGIA PER MOLECOLE BIATOMICHE. LA MOLECOLA DI IDROGENO IONIZZATA. METODO LCAO. LA MOLECOLA DI IDROGENO. METODO DI HEITLER-LONDON. SPETTROSCOPIA MOLECOLARE. TRANSIZIONI ELETTRONICHE E PRINCIPIO DI FRANCK-CONDON. LA MOLECOLA DI AMMONIACA. FORZE INTERMOLECOLARI NEI SOLIDI. POTENZIALE DI LENARD-JONES. ENERGIA DI COESIONE. SOLIDI MOLECOLARI, IONICI E COVALENTI. TEORIA CLASSICA DEL CRISTALLO ARMONICO. LEGGE DI DULONG-PETIT. MODI NORMALI DI RETICOLI DI BRAVAIS . TEORIA QUANTISTICA DEL CRISTALLO ARMONICO. QUANTIZZAZIONE DI UNA CATENA MONO ATOMICA UNIDIMENSIONALE. FONONI. CALORE SPECIFICO DI UN RETICOLO ARMONICO. LIMITE DI ALTE E BASSE TEMPERATURE. MODELLI DI DEBYE E DI EINSTEIN. SCATTERING DA NEUTRONE E MISURA DELLO SPETTRO FONONICO. LEGGI DI CONSERVAZIONE. SCATTERING DA ZERO-, UNO-, E DUE-FONONI. LEGGE DI CONSERVAZIONE DEL CRYSTAL MOMENTUM . EFFETTI ANARMONICI NEI SOLIDI. EQUAZIONE DI STATO. ESPANSIONE TERMICA DEI SOLIDI. PARAMETRO DI GRUNEISEN. COLLISIONI FONONICHE E CONDUTTIVITA' TERMICA. TEMPERATURA DI FUSIONE. FONONI NEI METALLI. RELAZIONE DI DISPERSIONE NEI METALLI. SCREENING FONONICO. COSTANTE DIELETTRICA DI UN METALLO. INTERAZIONE EFFETTIVA ELETTRONE-ELETTRONE. OVER-SCREENING E FORMAZIONE DI COPPIE DI COOPER. MAGNETISMO NELLA MATERIA. MAGNETIZZAZIONE E SUSCETTIVITÀ MAGNETICA. DIAMAGNETISMO DI LARMOR. REGOLE DI HUND. PARAMAGNETISMO DI VAN VLECK. LEGGE DI CURIE NEI SOLIDI. DEMAGNETIZZAZIONE ADIABATICA. MAGNETISMO DEGLI ELETTRONI DI CONDUZIONE. PARAMAGNETISMO DI PAULI . DIAMAGNETISMO DI LANDAU. INTERAZIONI ELETTRONICHE E STRUTTURE MAGNETICHE. ORIGINE ELETTROSTATICA DELL’INTERAZIONE MAGNETICA. PROPRIETA' MAGNETICA DI UN SISTEMA DI DUE ELETTRONI. HAMILTONIANA DI SPIN. PROPRIETÀ MAGNETICHE DI UN GAS DI ELETTRONI LIBERI. SCAMBIO DIRETTO E INDIRETTO, SUPERSCAMBIO E SCAMBIO ITINERANTE. MODELLO DI HUBBARD. ORDINE MAGNETICO NEI SOLIDI. FERROMAGNETISMO, ANTIFERROMAGNETISMO E FERRIMAGNETISMO. GROUND STATE FERROMAGNETICO A T=0. PROPRIETÀ DI BASSA TEMPERATURA E ONDE DI SPIN. PROPRIETÀ TERMODINAMICHE E APPROSSIMAZIONE DI CAMPO MEDIO. EFFETTI DELLE INTERAZIONI DIPOLARI E DOMINI MAGNETICI. SUPERCONDUTTIVITÀ. PROPRIETA' TERMOELETTRICHE. EFFETTO MEISSENER. CAMPI CRITICI. SUPERCONDUTTORI DI I E DI II TIPO. . TEMPERATURA CRITICA. CALORE SPECIFICO, GAP ENERGETICO. EQUAZIONE DI LONDON. TEORIA DI GINZBURG-LANDAU. QUANTIZZAZIONE DEL FLUSSO E CORRENTI PERSISTENTI. CENNI DI TEORIA BCS.

Contenuti

MODELLO SEMICLASSICO PER LA DINAMICA DELL’ ELETTRONE DI BLOCH. EFFETTI DI CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI SU ELETTRONI DI BLOCH. LIVELLI DI LANDAU DI ELETTRONI LIBERI. MISURA DELLA SUPERFICIE DI FERMI . EFFETTO DE HAAS-VAN ALPHEN E FENOMENI OSCILLATORI ASSOCIATI. SUPERFICIE DI FERMI E
TEORIA SEMICLASSICA DELLA CONDUZIONE NEI METALLI. APPROSSIMAZIONE DEL TEMPO DI RILASSAMENTO . FUNZIONE DI DISTRIBUZIONE DI NON-EQUILIBRIO. CONDUTTIVITÀ TERMICA ED ELETTRICA. EFFETTI TERMOELETTRICI.
AL DI LA’ DELL'APPROSSIMAZIONE DEL TEMPO DI RILASSAMENTO. DESCRIZIONE GENERALE DELLE COLLISIONI. EQUAZIONE DI BOLTZMANN. SCATTERING DA IMPUREZZE. LEGGE DI WIEDERMANN-FRANZ.
AL DI LA’ DELL’ APPROSSIMAZIONE DI ELETTRONI INDIPENDENTI. APPROSSIMAZIONE DI HARTREE-FOCK. TEORIA DELLO SCREENING ELETTRONICO NEI METALLI. TEORIA DI THOMAS-FERMI. TEORIA DI LINDHARD. COSTANTE DIELETTRICA DI LINDHARD.
TEORIA DEL FUNZIONALE DENSITÀ. FUNZIONALE ENERGIA CINETICA E FUNZIONALE ENERGIA DI SCAMBIO. TEOREMA DI HOHENBERG-KOHN. ENERGIA DI CORRELAZIONE ED EQUAZIONE DI KOHN-SHAM. APPROSSIMAZIONE LOCALE DEL FUNZIONALE DENSITÀ.
INTERAZIONE ELETTRONE-IONE. APPROSSIMAZIONE ADIABATICA DI BORN-OPPENHEIMER. CALCOLO DI SUPERFICI ADIABATICHE POTENZIALE-ENERGIA PER MOLECOLE BIATOMICHE. LA MOLECOLA DI IDROGENO IONIZZATA. METODO LCAO. LA MOLECOLA DI IDROGENO. METODO DI HEITLER-LONDON. SPETTROSCOPIA MOLECOLARE. TRANSIZIONI ELETTRONICHE E PRINCIPIO DI FRANCK-CONDON. LA MOLECOLA DI AMMONIACA.
FORZE INTERMOLECOLARI NEI SOLIDI. POTENZIALE DI LENARD-JONES. ENERGIA DI COESIONE. SOLIDI MOLECOLARI, IONICI E COVALENTI. TEORIA CLASSICA DEL CRISTALLO ARMONICO. LEGGE DI DULONG-PETIT. MODI NORMALI DI RETICOLI DI BRAVAIS .
TEORIA QUANTISTICA DEL CRISTALLO ARMONICO. QUANTIZZAZIONE DI UNA CATENA MONO ATOMICA UNIDIMENSIONALE. FONONI. CALORE SPECIFICO DI UN RETICOLO ARMONICO. LIMITE DI ALTE E BASSE TEMPERATURE. MODELLI DI DEBYE E DI EINSTEIN.
SCATTERING DA NEUTRONE E MISURA DELLO SPETTRO FONONICO. LEGGI DI CONSERVAZIONE. SCATTERING DA ZERO-, UNO-, E DUE-FONONI. LEGGE DI CONSERVAZIONE DEL CRYSTAL MOMENTUM .
EFFETTI ANARMONICI NEI SOLIDI. EQUAZIONE DI STATO. ESPANSIONE TERMICA DEI SOLIDI. PARAMETRO DI GRUNEISEN. COLLISIONI FONONICHE E CONDUTTIVITA' TERMICA. TEMPERATURA DI FUSIONE.
FONONI NEI METALLI. RELAZIONE DI DISPERSIONE NEI METALLI. SCREENING FONONICO. COSTANTE DIELETTRICA DI UN METALLO. INTERAZIONE EFFETTIVA ELETTRONE-ELETTRONE. OVER-SCREENING E FORMAZIONE DI COPPIE DI COOPER.
MAGNETISMO NELLA MATERIA. MAGNETIZZAZIONE E SUSCETTIVITÀ MAGNETICA. DIAMAGNETISMO DI LARMOR. REGOLE DI HUND. PARAMAGNETISMO DI VAN VLECK. LEGGE DI CURIE NEI SOLIDI. DEMAGNETIZZAZIONE ADIABATICA. MAGNETISMO DEGLI ELETTRONI DI CONDUZIONE. PARAMAGNETISMO DI PAULI . DIAMAGNETISMO DI LANDAU.
INTERAZIONI ELETTRONICHE E STRUTTURE MAGNETICHE. ORIGINE ELETTROSTATICA DELL’INTERAZIONE MAGNETICA. PROPRIETA' MAGNETICA DI UN SISTEMA DI DUE ELETTRONI. HAMILTONIANA DI SPIN. PROPRIETÀ MAGNETICHE DI UN GAS DI ELETTRONI LIBERI. SCAMBIO DIRETTO E INDIRETTO, SUPERSCAMBIO E SCAMBIO ITINERANTE. MODELLO DI HUBBARD.
ORDINE MAGNETICO NEI SOLIDI. FERROMAGNETISMO, ANTIFERROMAGNETISMO E FERRIMAGNETISMO. GROUND STATE FERROMAGNETICO A T=0. PROPRIETÀ DI BASSA TEMPERATURA E ONDE DI SPIN. PROPRIETÀ TERMODINAMICHE E APPROSSIMAZIONE DI CAMPO MEDIO. EFFETTI DELLE INTERAZIONI DIPOLARI E DOMINI MAGNETICI.
SUPERCONDUTTIVITÀ. PROPRIETA' TERMOELETTRICHE. EFFETTO MEISSENER. CAMPI CRITICI. SUPERCONDUTTORI DI I E DI II TIPO. . TEMPERATURA CRITICA. CALORE SPECIFICO, GAP ENERGETICO. EQUAZIONE DI LONDON. TEORIA DI GINZBURG-LANDAU. QUANTIZZAZIONE DEL FLUSSO E CORRENTI PERSISTENTI. CENNI DI TEORIA BCS.

	Metodi Didattici
	IL CORSO È PREVALENTEMENTE A CARATTERE TEORICO, CON UNA PARTE APPLICATIVA CHE COMPRENDE ESERCIZI, SIMULAZIONI AL CALCOLATORE ED ELABORATI SCRITTI.

	Verifica dell'apprendimento
	LA VERIFICA E LA VALUTAZIONE DEL LIVELLO DI APPRENDIMENTO DELLO STUDENTE AVVERRÀ TRAMITE UNA PROVA SCRITTA E UNA PROVA ORALE. IN PARTICOLARE SI VERIFICHERA' CHE LO STUDENTE SIA IN GRADO DI A) SAPERE E CAPIRE: ESPORRE CON PUNTUALITA' GLI ARGOMENTI DEL CORSO; CAPACITÀ DI RIFERIRE E CITARE MODELLI, DI INTERPRETARE QUANTO APPRESO, SPIEGARE E TRARRE CONSEGUENZE, DI SEMPLIFICARE. (RANGE NELLA VALUTAZIONE D'ESAME: 18-26). B) APPLICARE E VALUTARE: INDIVIDUARE RELAZIONI, MODELLI E IPOTIZZARE ALTERNATIVE, ESPRIMERE OPINIONI SUPPORTATE SCIENTIFICAMENTE, DISSENTIRE E CONCORDARE SUGLI ARGOMENTI DEL CORSO IN MODO SCIENTIFICAMENTE MOTIVATO. - RANGE NELLA VALUTAZIONE D'ESAME: 27-30-

Verifica dell'apprendimento

LA VERIFICA E LA VALUTAZIONE DEL LIVELLO DI APPRENDIMENTO DELLO STUDENTE AVVERRÀ TRAMITE UNA PROVA SCRITTA E UNA PROVA ORALE. IN PARTICOLARE SI VERIFICHERA' CHE LO STUDENTE SIA IN GRADO DI A) SAPERE E CAPIRE: ESPORRE CON PUNTUALITA' GLI ARGOMENTI DEL CORSO; CAPACITÀ DI RIFERIRE E CITARE MODELLI, DI INTERPRETARE QUANTO APPRESO, SPIEGARE E TRARRE CONSEGUENZE, DI SEMPLIFICARE. (RANGE NELLA VALUTAZIONE D'ESAME: 18-26). B) APPLICARE E VALUTARE: INDIVIDUARE RELAZIONI, MODELLI E IPOTIZZARE ALTERNATIVE, ESPRIMERE OPINIONI SUPPORTATE SCIENTIFICAMENTE, DISSENTIRE E CONCORDARE SUGLI ARGOMENTI DEL CORSO IN MODO SCIENTIFICAMENTE MOTIVATO. - RANGE NELLA VALUTAZIONE D'ESAME: 27-30-

	Testi
	B.H. BRANDSEN, C.J. JOACHAIN, PHYSICS OF ATOMS AND MOLECULES, LONGMAN, N.Y. (1991). N.W. ASHCROFT, N.D. MERMIN, SOLID STATE PHYSICS, SAUNDERS COLLEGE, PHILADELPHIA (1976). G. GROSSO, G. PASTORI PARRAVICINI, SOLID STATE PHYSICS, ACADEMIC PRESS (2000). C. KITTEL, INTRODUZIONE ALLA FISICA DELLO STATO SOLIDO, CASA EDITRICE AMBROSIANA (2008). H. IBACH E H. LUTH, SOLID-STATE PHYSICS (SPRINGER, BERLIN 2003). J.M. ZIMAN, I PRINCIPI DELLA TEORIA DEI SOLIDI (TAMBURINI, MILANO, 1975)

Testi

B.H. BRANDSEN, C.J. JOACHAIN, PHYSICS OF ATOMS AND MOLECULES, LONGMAN, N.Y. (1991). N.W. ASHCROFT, N.D. MERMIN, SOLID STATE PHYSICS, SAUNDERS COLLEGE, PHILADELPHIA (1976). G. GROSSO, G. PASTORI PARRAVICINI, SOLID STATE PHYSICS, ACADEMIC PRESS (2000). C. KITTEL, INTRODUZIONE ALLA FISICA DELLO STATO SOLIDO, CASA EDITRICE AMBROSIANA (2008). H. IBACH E H. LUTH, SOLID-STATE PHYSICS (SPRINGER, BERLIN 2003). J.M. ZIMAN, I PRINCIPI DELLA TEORIA DEI SOLIDI (TAMBURINI, MILANO, 1975)

	Altre Informazioni
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BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2019-10-21]

Mario SALERNO | FISICA DELLA MATERIA