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ISTITUZIONI DI FISICA DELLA MATERIA

Carmine ATTANASIO ISTITUZIONI DI FISICA DELLA MATERIA

0512600011
DIPARTIMENTO DI FISICA "E.R. CAIANIELLO"
CORSO DI LAUREA
FISICA
2015/2016

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 3
ANNO ORDINAMENTO 2010
SECONDO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
648LEZIONE
336ESERCITAZIONE
CARMINE ATTANASIO T Curriculum
Obiettivi
IL CORSO INTENDE FORNIRE NOZIONI DI FISICA ATOMICA E DI FISICA DELLO STATO SOLIDO IN MANIERA TALE DA CONSENTIRE AGLI STUDENTI DI COMPRENDERE E MANEGGIARE ARGOMENTI DI BASE DELLA FISICA DEGLI ATOMI E DEI SOLIDI.
L’OBIETTIVO È DI RENDERE LO STUDENTE CAPACE DI RISOLVERE PROBLEMI DI FISICA ATOMICA, SPETTROSCOPIA NONCHÉ DI FISICA DELLO STATO SOLIDO. IN PARTICOLARE, LO STUDENTE DOVRÀ ESSERE IN GRADO DI CALCOLARE LE GRANDEZZE FONDAMENTALI DELL’ATOMO DI IDROGENO IN PRESENZA O IN ASSENZA DI CAMPI ESTERNI; RICAVARE I VALORI DELLE GRANDEZZE FONDAMENTALI DELLA STRUTTURA ELETTRONICA DI UN SOLIDO
ABILITÀ COMUNICATIVE: FAVORIRE LA CAPACITÀ DELLO STUDENTE DI ESPORRE IN MODO CHIARO E RIGOROSO LE CONOSCENZE ACQUISITE.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO: GLI STUDENTI SONO GUIDATI AD APPRENDERE IN MANIERA CRITICA E RESPONSABILE TUTTO CIÒ CHE VIENE SPIEGATO LORO IN CLASSE E AD ARRICCHIRE LE PROPRIE CAPACITÀ DI GIUDIZIO ATTRAVERSO LO STUDIO DEL MATERIALE DIDATTICO SUGGERITO DAL DOCENTE.
Prerequisiti
È RICHIESTA LA CONOSCENZA DEGLI ARGOMENTI DI BASE DELLA FISICA CLASSICA (MECCANICA, TERMODINAMICA, ELETTROMAGNETISMO, OTTICA); DELLA MECCANICA ANALITICA; DELLA MECCANICA STATISTICA (ELEMENTI) E DELLA FISICA QUANTISTICA (SOLUZIONE DI PROBLEMI UNIDIMENSIONALI).
Contenuti
ATOMI A SINGOLO ELETTRONE. LIVELLI DELL’ENERGIA E FUNZIONI D’ONDA DEGLI ATOMI IDROGENO IDI. TEOREMA DEL VIRIALE QUANTISTICO E CLASSICO: APPLICAZIONE AI GAS REALI. MUONIO, POSITRONIO, ATOMI MUONICI ED ADRONICI, ATOMI DI RYDBERG.
INTERAZIONE DELLA RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA CON ATOMI A SINGOLO ELETTRONE. APPROSSIMAZIONE QUASI-CLASSICA DELL’INTERAZIONE DELLA RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA CON ATOMI. PROBABILITÀ PER TRANSIZIONI INDOTTE. L’APPROSSIMAZIONE DI DIPOLO. REGOLE DI SELEZIONE. EMISSIONE SPONTANEA: COEFFICIENTE DI EINSTEIN. FORMA DELL’INTENSITÀ DELLE LINEE E TEMPO DI VITA DEGLI STATI ECCITATI. EFFETTO FOTOELETTRICO. STRUTTURA FINE ED IPERFINE DEGLI ATOMI A SINGOLO ELETTRONE ED EFFETTI DEI CAMPI ESTERNI. STRUTTURA FINE DEGLI ATOMI IDROGENOIDI. EFFETTO ZEEMAN NORMALE E ANOMALO. EFFETTO STARK LINEARE E QUADRATICO. STRUTTURA IPERFINE.
ATOMI A DUE ELETTRONI. HAMILTONIANA DI ATOMI A DUE ELETTRONI. FUNZIONI DI SPIN E RUOLO DEL PRINCIPIO DI ESCLUSIONE DI PAULI: STATI PARA ED ORTO. LIVELLI DI UN ATOMO A DUE ELETTRONI. STATO FONDAMENTALE E STATI ECCITATI DI UN ATOMO A DUE ELETTRONI. STATI ECCITATI DI DUE ELETTRONI ED EFFETTO AUGER.
ATOMI A MOLTI ELETTRONI. METODO DI HARTREE-FOCK. PROPRIETÀ DEI POTENZIALI AUTOCONSISTENTI DI PARTICELLA SINGOLA. ATOMO NELL’APPROSSIMAZIONE DI THOMAS-FERMI. ACCOPPIAMENTO L-S. ACCOPPIAMENTO J-J.
INTERAZIONE DELLA RADIAZIONE CON ATOMI A MOLTI ELETTRONI. REGOLE DI SELEZIONE. SPETTRO DEI METALLI ALCALINI, DELL’ELIO E DEGLI ATOMI CON PIÙ ELETTRONI ATTIVI. EFFETTO ZEEMAN PER ATOMI A PIÙ ELETTRONI. EFFETTO STARK LINEARE E QUADRATICO.
MODELLO DI DRUDE DEI METALLI. CONDUTTIVITÀ D.C. ED A.C. DI UN METALLO. EFFETTO HALL E MAGNETORESISTENZA. CONDUTTIVITÀ TERMICA E LEGGE DI WIEDEMANN E FRANZ.
TEORIA DI SOMMERFELD DEI METALLI. DISTRIBUZIONE DI FERMI-DIRAC. ELETTRONI LIBERI. PROPRIETÀ TERMICHE DI UN GAS DI ELETTRONI LIBERI E CALORE SPECIFICO.
VETTORI PRIMITIVI E RETICOLI DI BRAVAIS. ESEMPI E TIPI DI RETICOLI CRISTALLINI. RETICOLO RECIPROCO. ZONE DI BRILLOUIN. FORMULAZIONE DI BRAGG E DI VON LAUE PER LA DIFFRAZIONE DI RAGGI X. CENNI SULLA DETERMINAZIONE SPERIMENTALE DELLA STRUTTURA DEI CRISTALLI.
EQUAZIONE DI SCHROEDINGER PER UN POTENZIALE PERIODICO. TEOREMA DI BLOCH. PERIODICITÀ NELLO SPAZIO DEI MOMENTI. BANDE DI ENERGIA. APPROSSIMAZIONE DI ELETTRONI QUASI LIBERI. APPROSSIMAZIONE DI TIGHT-BINDING.
MODELLO SEMICLASSICO. MOTO DI ELETTRONI NELLE BANDE E MASSA EFFICACE. CORRENTI NELLE BANDE E LACUNE. EFFETTO HALL E MAGNETORESISTENZA. EQUAZIONE DI BOLTZMANN E TEMPO DI RILASSAMENTO.
STRUTTURA A BANDE DI SEMICONDUTTORI. DENSITÀ DEI PORTATORI DI CARICA IN SEMICONDUTTORI INTRINSECI. DROGAGGIO. POPOLAZIONE DEI LIVELLI DI IMPUREZZA ALL'EQUILIBRIO TERMICO. DENSITÀ DEI PORTATORI DI CARICA IN SEMICONDUTTORI ESTRINSECI. SEMICONDUTTORI DISOMOGENEI. PROPRIETÀ DI EQUILIBRIO DELLA GIUNZIONE P-N E CARATTERISTICA CORRENTE TENSIONE.
Metodi Didattici
IL CORSO PREVEDE UNA PARTE DI LEZIONI A CARATTERE TEORICO FINALIZZATE ALL’APPRENDIMENTO DEI CONCETTI DI BASE DELLA FISICA ATOMICA E DELLA
FISICA DELLO STATO SOLIDO E UNA PARTE A CARATTERE ESERCITATIVO FINALIZZATA ALLA RISOLUZIONE DI PROBLEMI.
Verifica dell'apprendimento
LA VERIFICA E LA VALUTAZIONE DEL LIVELLO DI APPRENDIMENTO DA PARTE
DELLO STUDENTE AVVERRÀ TRAMITE UN ESAME FINALE CONSISTENTE IN UNA PROVA SCRITTA, BASATA SULLA RISOLUZIONE DI ALCUNI PROBLEMI NUMERICI, SEGUITA DA UNA PROVA ORALE.
Testi
1) B. B. BRANDSEN, C. J. JOACHAIN, PHYSICS OF ATOMS AND MOLECULES (LONGMAN SCIENTIFIC AND TECHNICAL, ESSEX, 1983).
2) N. W. ASHCROFT, N. D. MERMIN, SOLID STATE PHYSICS (SAUNDERS COLLEGE PUBLISHING, PHILADELPHIA, 1976).
3) EISBERG & RESNICK “QUANTUM PHYSICS OF ATOMS, MOLECULES, SOLIDS, NUCLEI, AD PARTICLES”
4) CHARLES KITTEL “INTRODUCTION TO SOLID STATE PHYSICS” (JOHN WILEY & SONS, NEW YORK, 2004)
5) H. IBACH AND H. LUTH “SOLID-STATE PHYSICS” (SPRINGER, BERLIN, 1995)
Altre Informazioni
EMAIL:ATTANASIO@SA.INFN.IT E/O CATTANASIO@UNISA.IT
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2016-09-30]