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Paolo BORDONE
Professore Associato
Dipartimento di Scienze Fisiche, Informatiche e Matematiche sede ex-Fisica
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Insegnamento: Meccanica quantistica
Fisica (Offerta formativa 2020)
Obiettivi formativi
Conoscenza e capacità di comprensione:
Alla fine del corso lo studente avrà conoscenza delle basi della fisica quantistica a partire dai principali risultati sperimentali che l'hanno generata fino alla sua formulazione teorica generale.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Alla fine del corso lo studente avrà gli strumenti concettuali necessari per l'applicazione della meccanica quantistica a problemi fisici di natura microscopica e di struttura della materia.
Autonomia di giudizio:
Al termine del corso lo studente sarà in grado di valutare se un problema di fisica va affrontato in termini classici o di fisica quantistica. Sarà inoltre in grado di trovare la via migliore per affrontare e risolvere un problema di fisica in termini quantistici, quando necessario.
Abilità comunicative:
Al termine del corso lo studente sarà in grado di relazionare oralmente sugli argomenti presentati nel corso con un linguaggio tecnico appropriato e un formalismo matematico corretto.
Capacità di apprendimento:
Lo studio, in parte eseguito su testi in lingua inglese, permetterà lo sviluppo di abilità di apprendimento autonomo di argomenti collegati a quelli presentati nel corso.
Prerequisiti
Una conoscenza generale della fisica classica. Nozioni matematiche di analisi in campo complesso, di equazioni differenziali e di spazi vettoriali funzionali.
Programma del corso
Il problema del corpo nero e la soluzione di Planck. Effetto fotoelettrico ed effetto Compton. Doppia natura, ondulatoria e corpuscolare, della luce. Problemi di spettroscopia e di fisica atomica. Antica teoria dei quanti. Ipotesi di de Broglie e doppia natura, corpuscolare e ondulatoria della materia. Equazione di Schroedinger, pacchetti d'onda, relazioni di indeterminazione. Forma operatoriale e commutatori. Interpretazione statistica della meccanica ondulatoria. Autofunzioni dell'energia e loro uso. Problemi unidimensionali. Postulati della meccanica quantistica generale. Il problema della misura. Equazione dinamica nei vari schemi. Oscillatore armonico. Momento angolare e spin. Particella in un campo elettromagnetica. Teoria perturbativa indipendente e dipendente dal tempo.
Metodi didattici
Lezioni frontali ed esercitazioni numeriche.
Modalità per studenti lavoratori: gli studenti lavoratori che non possono frequentare regolarmente le lezioni devono mettersi in contatto con il docente per le indicazioni sul programma di studio, sui testi consigliati e per concordare la modalità di accesso alla prova orale finale.
Orario di ricevimento: mercoledì e giovedì dalle 15:00 alle 16:00, o su appuntamento via e-mail.
Testi di riferimento
Messiah, A. - Quantum Mechanics - North-Holland Publishing Company - Amsterdam, Oxford 1962
Sakurai, J.J. - Meccanica quantistica moderna - Zanichelli 1990
B.H. Bransden & C.J. Joachain - Quantum Mechanics - Pearson Prentice Hall
C. Cohen-Tannoudji, B. Diu, F. Laloe - Quantum Mchanics - Wiley
S. Forte, L Rottoli - Fisica quantistica - Zanichelli 2018
Verifica dell'apprendimento
La valutazione del profitto avviene tramite prove scritte in itinere e prova orale finale con domande su tutte le parti principali del programma: formulazione ondulatoria e matriciale della meccanica quantistica, momento angolare, teoria perturbativa, correlazioni quantistiche.
Risultati attesi
Conoscenza e capacità di comprensione:
Alla fine del corso lo studente avrà conoscenza delle basi della fisica quantistica a partire dai principali risultati sperimentali che l'hanno generata fino alla sua formulazione teorica generale.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Alla fine del corso lo studente avrà gli strumenti concettuali necessari per l''''applicazione della meccanica quantistica a problemi fisici di natura microscopica e di struttura della materia.
Autonomia di giudizio:
Al termine del corso lo studente sarà in grado di valutare se un problema di fisica va affrontato in termini classici o di fisica quantistica. Sarà inoltre in grado di trovare la via migliore per affrontare e risolvere un problema di fisica in termini quantistici, quando necessario.
Abilità comunicative:
Al termine del corso lo studente sarà in grado di relazionare oralmente sugli argomenti presentati nel corso con un linguaggio tecnico appropriato e un formalismo matematico corretto.
Capacità di apprendimento:
Lo studio, in parte eseguito su testi in lingua inglese, permetterà lo sviluppo di abilità di apprendimento autonomo di argomenti collegati a quelli presentati nel corso.