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Dipartimento di Scienze Fisiche, Informatiche e Matematiche
Dipartimento di Scienze Fisiche, Informatiche e Matematiche sede ex-Fisica

Contenuti Insegnamento: Optical Properties of Matter

Corso di studio: PHYSICS – FISICA (D.M.270/04) (offerta formativa anno 2017)
  • CFU: 6
  • SSD: FIS/03

Obiettivi formativi

Conoscenza e capacità di comprensione Il corso si propone di approfondire i metodi teorici per la descrizione delle proprietà ottiche nelle fasi condensate. Lo studente potrà interpretare i risultati sperimentali delle misure ottiche e di perdita di energia degli elettroni e il loro utilizzo per la caratterizzazione della materia condensata. Capacità di applicare conoscenza e comprensione Al termine del corso lo studente sarà in grado di analizzare e interpretare dati ottici e di esperimenti di perdita di energia di particelle mettendoli in relazione con le proprieta' fondamentali dei materiali misurati. Autonomia di giudizio Ci si aspetta che lo studente acquisti la capacità di valutare criticamente i risultati di esperimenti fondamentali di fisica della materia condensata. Abilità comunicative Ci si aspetta che lo studente acquisti la capacità di discutere con l'appropriata terminologia i problemi relativi alla interpretazione dei dati sperimentali. Capacità di apprendimento Lo studente sarà in grado di apprendere senza difficoltà gli sviluppi nel campo della fisica della materia condensata che possano derivare da esperimenti.

Prerequisiti

Lo studente deve avere familiarità con i fondamenti della fisica atomica e della fisica dello stato solido. Inoltre deve avere seguito un corso di meccanica quantistica di primo livello, che includa la teoria delle perturbazioni dipendente dal tempo.

Programma del corso

Funzioni risposta di un mezzo lineare e isotropo. Equazioni di propagazione. Modi del campo elettromagnetico in un mezzo. Modi trasversi e longitudinali del campo. Coefficienti ottici. Spettri ottici di materiali. Conservazione dell'energia nei mezzi dispersivi. Funzioni dielettrica longitudinale e trasversa. Spettri di perdita di energia. Modello di Drude-Lorentz. Relazioni di Kramers-Kronig. Modi di superficie. Dissipazione e dispersione in mezzi lineari. Formula di Kubo-Greenwood. Teoria dell'assorbimento tra stati di Bloch. Densità congiunta degli stati. Transizioni dirette, indirette. Eccitoni. Quantizzazione del campo elettromagnetico. Hamiltoniana di interazione tra campo e sistema a molti elettroni. Teoria generale di assorbimento ed emissione. La valutazione dell'apprendimento consistera' in una prova scritta consistente nella soluzione di esercizi e una prova orale.

Testi di riferimento

F. Wooten, "Optical Properties of Solids", Academic Press F. Bassani e U. Grassano: "Fisica dello Stato Solido", Boringhieri.

Metodi Didattici

Lezioni frontali ed esercitazioni numeriche. Modalità per studenti lavoratori: gli studenti lavoratori che non possono frequentare le lezioni devono comunicarlo al docente per ricevere le indicazioni specifiche sugli argomenti da studiare sui libri di testo consigliati e il materiale didattico distribuito (dispense e slides). orario di ricevimento : lunedi 15-17, Edificio di Fisica, ufficio al 4 piano oppure su appuntamento richiesto via e-mail

Verifica dell'apprendimento

Due prove scritte relative a due parti del corso con semplici esercizi numerici e domande sugli argomenti svolti a lezione. Le prove sono tese a verificare la capacità dello studente di applicare i concetti appresi alla soluzione di problemi e il grado di apprendimento critico dei concetti esposti a lezione.

Risultati attesi

Ci si aspetta che lo studente sia in grado di: - applicare i metodi insegnati nel corso alla soluzione di semplici problemi di fisica della materia condensata, - di comprendere il legame tra i metodi teorici e i metodi sperimentali usati per la caratterizzazione ottica dei materiali - di interpretare correttamente le misure sperimentali nei termini delle proprietà dei materiali - di comprendere i limiti di applicazione dei modelli teorici sviluppando una capacità critica.