Fornire conoscenze su esperimenti e teorie che hanno portato alla crisi della meccanica e dell’elettroma-gnetismo classici e alla conseguente introduzione della relatività ristretta e della meccanica quantistica. In particolare, sono fondamentali i seguenti argomenti:
Postulati della relatività speciale
Trasformazioni di Lorentz e connessa fenomenologia
Formulazione covariante della dinamica e dell’elettrodinamica
Crisi della fisica classica attraverso l’analisi teorica e l’interpretazione di alcuni esperimenti cruciali
Spin ed altri effetti relativistici
Aspetti generali di fisica atomica
Il modello vettoriale a shell
Prerequisiti
Conoscenza dei contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi due anni.
Metodi didattici
Lezioni frontali, esercitazioni in aula
Verifica Apprendimento
L'esame è preceduto da una serie di verifiche in itinere basati su esercizi incentrati sugli argomenti discussi a lezione. Della valutazione positiva si terrà conto nell'esame finale. Nel caso in cui lo studente non svolga o non superi i test in itinere è richiesto di svolgere un test finale, su tutti gli argomenti del programma,propedeutico all'esame finale.
Testi
- R.Eisberg and R.Resnick, “Quantum Physics of atoms and molecules,solid, nuclei and particles” John Wiley&Sons (1985) - Bachelet and Servedio, Elementi di Fisica atomica, molecolare e dei solidi, Aracne ed. - Gasperini, Manuale di relatività ristretta, Springer Unitext - Barone, Relatività, Boringhieri - Appunti delle lezioni a cura del docente
Contenuti
Radiazione termica e la teoria classica della radiazione in cavità - legge di kirchhof, i risultati della termodinamica classica - leggi di Stefan-Boltzman, di Wien, legge di Rayleigh-Jeans - l'interpretazione di Plank - Effetto fotoelettrico: il punto di vista classico e l'interpretazione di Einstein - Effetto Compton: i processi d'urto fra fotoni e particelle - Gli spettri atomici - La teoria atomica di Bohr e l’interpretazione dello spettro dell’idrogeno - Esperimento di Davidson e Germer - Dualismo onda-particella - Postulato di De Broglie e proprietà ondulatorie delle particelle - Teoria di Scroedinger per l'atomo ad un elettrone - Interpretazione di Born della funzione d’onda e postulati della meccanica quantistica - Principio di sovrapposizione e di complementarietà - Esperimento di Stern e Gerlach - - Momento orbitale, di spin e momento angolare totale - Interazione Spin-orbita - Transizioni e regole di selezione
Invarianza galileiana ed equazioni di Maxwell - Gli esperimenti sulla presenza dell'etere - I postulati di Einstein: simultaneità - Dilatazione del tempo - Contrazione delle lunghezze - Il gruppo di Lorentz ristretto -