Si richiede una conoscenza della Fisica Classica nei corsi triennali

Il corso si propone di illustrare agli studenti i fenomeni fisici che hanno portato alla nascita della Meccanica Quantistica e di descrivere gli esperimenti che hanno permesso di superare la Fisica Classica.

Conoscenze e comprensione:
# Possedere una solida preparazione con un ampio spettro di conoscenze di base su esperimenti di Fisica Moderna

Capacità di applicare conoscenze e comprensione:
# essere in grado di capire i fenomeni alla base del passaggio dalla Fisica Classica a quella Moderna
# essere in grado di descrivere gli esperimento che hanno originato la Meccanica Quantistica

Autonomia di giudizio. L’esposizione dei contenuti e delle argomentazioni sarà svolta in modo da migliorare la capacità dello studente di riconoscere i fondamenti della Fisica Moderna.

Abilità comunicative. La presentazione degli argomenti sarà svolta in modo da consentire l’acquisizione dei fenomeni fisici e dei principi che sono dietro la Fisica Moderna

Capacità di apprendimento. Saranno indicati argomenti da approfondire, strettamente correlati con l’insegnamento, al fine di stimolare la capacità di apprendimento autonomo dello studente.

Lezioni frontali e esperienze dimostrative in laboratori di ricerca.
Utilizzo di slide che il docente consegna agli studenti lezione per lezione

Esame orale su contenuti del corso e presentazione di un seminario su argomenti legati alla Fisica Moderna

Atomi
Evidenza dell'atomismo del mondo; Misura del numero di Avogadro; Atomi: massa e dimensioni
L'esperimento di Millikan; Richiami su interferenza e diffrazione; Diffrazione di raggi X su cristalli
Modello atomico di Thomson e di Rutherford; La scoperta di nuove particelle e radiazioni
Luce onde elettromagnetiche e fotoni
Radiazione termica; Il corpo nero; Dalla formula di Rayleigh-Jeans a quella di Planck
L’effetto fotoelettrico; La diffusione Compton; Onde o particelle?
L'atomo di Bohr
Principi base della spettroscopia; Spettro dell’atomo di idrogeno; Postulati e modello di Bohr; Principio di corrispondenza
Onde di materia
Richiamo di fisica ondulatoria; Lunghezza d’onda di de Broglie; Diffrazione degli elettroni
Dualismo onda-particella; Pacchetti d’onda; Principio di indeterminazione di Heisenberg
Lunghezza d’onda di de Broglie e atomo di Bohr; Il microscopio elettronico
Natura ondulatoria delle particelle: esperimenti moderni; Principio di indeterminazione e stati legati
Principio di indeterminazione e stati eccitati
L'equazione di Schroedinger
Lo spin e la composizione di momenti angolari
Spire e dipoli magnetici
Dipoli magnetici elementari: esperimento di Stern e Gerlach
Sistema periodico degli elementi chimici

Fondamenti di fisica atomica e quantistica
Franco Ciccacci