29209 - FISICA MODERNA M

Anno Accademico 2022/2023

  • Docente: Angelo Carbone
  • Crediti formativi: 6
  • SSD: FIS/01
  • Lingua di insegnamento: Italiano

Conoscenze e abilità da conseguire

L'obiettivo principale del corso è quello di fornire agli studenti le conoscenze di base della Fisica Moderna. Al termine del corso lo studente è in grado di comprendere i principi generali della Relatività Ristretta, della MeccanicaQuantisticae della Fisica Nucleare. Attraverso la contestualizzazione storica delle grandi scoperte che hanno rivoluzionare la concezione dello spazio e del tempo nel XX secolo, lo studente è capace di riconoscere come le applicazioni tecnologiche moderne si fondano sulla Fisica Moderna. Lo studenteinoltre sviluppa le competenze necessarie a risolvere esercizi sugli argomenti trattati a lezione.

Contenuti

Il corso è suddiviso in due moduli:

  • Modulo 1: Relatività ristretta (32 ore)

  • Modulo 2: Meccanica quantistica e fisica nucleare e subnucleare (28 ore)

Ciascun modulo è presentato fornendo agli studenti elementi teorici, sperimentali e storici. Per ciascuna parte verranno dedicate delle ore allo svolgimento di esercizi.

Modulo 1 : relatività ristretta (prof. Angelo Carbone, 32 ore)

L'esperimento di Michelson-Morley. I postulati della relatività ristretta. La dilatazione del tempo e la contrazione delle lunghezze. Le trasformazioni di Lorentz e le loro proprietà. La causalità in relatività ristretta. Le trasformazioni di accelerazione e velocità relativistiche. Il momento, l'energia e la massa relativistica. Le invarianti di Lorentz. Il vettore quadrimpulso.

Modulo 2: meccanica quantistica e fisica nucleare e subnucleare (prof. Fabio Ferrari, 28 ore)

Introduzione alla fisica delle onde. Interferenza ed esperimento di Young. L'equazione di D'Alambert.

La radiazione di corpo nero e l'effetto fotoelettrico. La dualità particella-onda. L'effetto Compton. La lunghezza d'onda di De Broglie. L'equazione di Schödinger e la sua quantizzazione. L'equazione di Schödinger con potenziali uno dimensionali. Studio di differenti barriere e buche di potenziale come soluzione dell’equazione di Schödinger. L'effetto tunnel.

Il modello dell'atomo di Bohr, l'atomo di idrogeno e il suo spettro. I numeri quantici che descrivono un elettrone in un atomo. L'esperimento di Stern-Gerlach. La fissione e fusione nucleare. Cenni alla fisica delle particelle elementari.



Testi/Bibliografia

Appunti dei docenti. 

Metodi didattici

Le lezioni saranno svolte alla lavagna, con il supporto di slides e video. Le trasparenze verranno distribuite in anticipo.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica sarà effettuata mediante un prova scritta ed orale. Lo studente potrà sostenere l'esame orale nello stesso appello dello scritto o in uno degli appelli successivi. Le domande all'orale verteranno su tutto il programma con almeno una domanda in relatività ristretta e una domanda in meccanica quantistica.

Strumenti a supporto della didattica

Slides mostrate a lezione ed esercizi con soluzioni.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Angelo Carbone

Consulta il sito web di Fabio Ferrari