LIBRETTO DELLE LEZIONI DEL CORSO DI. Fisica quantistica e dello stato solido IMPARTITE DAL PROF. Antonio Polimeni NELL'ANNO ACCADEMICO 2017/2018

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Gilberto Tortora
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1 1 UNIVERSITA DEGLI STUDI DI ROMA LA SAPIENZA FACOLTA DI INGEGNERIA LIBRETTO DELLE LEZIONI DEL CORSO DI Fisica quantistica e dello stato solido IMPARTITE DAL PROF. Antonio Polimeni NELL'ANNO ACCADEMICO 2017/2018

2 B: B. H. Bransden, C. J. Joachain, Quantum Mechanics, 2 nd edition, Prentice Hall MS: C. Mencuccini, V. Silvestrini, Fisica II, Liguori Editore, Napoli Argomento della Lezione N. 1 Argomento della Lezione N. 2 Introduzione al corso. Leggi della meccanica e dell elettromagnetismo classici. Spettro di corpo nero: emittanza spettrale, legge di Stefan, legge di Wien, funzione di distribuzione spettrale della densità di energia (MS XII.1; B 1.1). Modi permessi di cavità. (MS XII.1 XII.2; B 1.1) CF: P. Camiz e E. Ferrari, Appunti di Istituzioni di Fisica Teorica Argomento della Lezione N. 6 Pacchetto d onda e velocità Argomento di gruppo della (B. 2.4). Lezione N Data :26/09/17 Firma : Data :05/10/17 Firma : Argomento della Lezione N. 2 Calcolo della densità di energia Argomento spettrale classica. della Lezione Ipotesi di N. Planck 4 e quantizzazione dell energia dei modi di oscillazione di una cavità. Determinazione della funzione spettrale di corpo nero secondo l ipotesi di Planck Effetto fotoelettrico e descrizione della luce in termini di fotoni (MS XXII.3; B 1.2). Data :27/09/17 Firma : Data :10/10/17 Firma : Argomento della Lezione N. 3 Argomento della Lezione N. 6 Spettri di emissione e assorbimento degli atomi e modello di Bohr. Quantizzazione del momento angolare (XII.6; B 1.4) Livelli energetici dell atomo di idrogeno secondo il modello di Bohr e spiegazione degli spettri di emissione atomici. Raggio di Bohr. Esperimento di Franck e Hertz (B 1.4) Argomento della Lezione N. 7 Trasformata di Fourier e Argomento pacchetto d onda della Lezione gaussiano, N. relazione 14 di indeterminazione posizione-impulso (B.24). Principio di indeterminazione energiatempo e pacchetto d onda temporale (B 2.5). Argomento della Lezione N.8 Principio di indeterminazione Argomento di Heisemberg, della Lezione il microscopio N.16 a raggi, l esperimento con due fenditure e stabilità degli atomi (B 2.5). Data :28/09/17 Firma : Data :11/10/17 Firma : Argomento della Lezione N. 4 Interazione di un campo magnetico Argomento con il della momento Lezione di dipolo N. magnetico. 8 Precessione di Larmor (B 1.5; MS VI.2, VI.6.2). Esperimento di Stern-Gerlach e quantizzazione del momento angolare (B 1.5). Ipotesi di De Broglie ed evidenze sperimentali del dualismo particella-onda (B 1.6; MS XII.7). Data :03/10/17 Firma : Data : 12/10/17 Firma : Argomento della Lezione N. 5 Funzione d onda e significato Argomento probabilistico. della Lezione Funzione N. 10 d onda di una particella libera (B 2.2, 2.3). Esperimento di diffrazionwe da reticolo (B 1.6). Diffrazione alla Fraunhofer da fenditura (MS X.10). Potere separatore microscopio e apertura numerica (M X.10). Argomento della Lezione N. 9 Equazione di Schroedinger Argomento e conservazione della Lezione della probabilità. N. 18 Vettore densità di probabilità di corrente. Hamiltoniana e operatori Hermitiani (B 3.2). Equazione di Schroedinger dipendente dal tempo per una particella libera e per un pacchetto d onde (B 3.1). Estensione alla presenza di un campo di forze (B 3.1) Argomento della Lezione N. 10 Conservazione della probabilità, Argomento operatori della hermitiani. Lezione N. Valori 20 aspettati e operatori (B. 3.2, 3.3) Data :04/10/17 Firma : Data : 17/10/17 Firma :

3 AM: N. W. Ashcroft and N. D. Mermin, Solid State Physics, Sanders College Publishing Argomento della Lezione N. 11 Equazione di Schroedinger Argomento indipendente della dal Lezione tempo e N. stati 22 stazionari (B 3.5). Problema agli autovalori. Proprietà della autofunzioni dell energia (B 3.7). K: C. Kittel, Introduction to Solid State Physics, J. Wiley & Sons Argomento della Lezione N. 16 Oscillatore armonico lineare Argomento (B 4.7, della CF cap. Lezione VI) N Data :19/10/17 Firma : Data :07/11/17 Firma : Argomento della Lezione N. 12 Potenziali unidimensionali. Argomento Flusso di della probabilità Lezione (B 4.1, N. 24 CF cap. V). Particella libera e normalizzazione della funzione d onda (B 4.2, CF cap. V) Data :24/10/17 Firma : Data :08/11/17 Firma : Argomento della Lezione N. 13 Gradino di potenziale, coefficiente Argomento di della riflessione Lezione e di N. trasmissione, 26 effetto tunnel (B 4.3, CF cap. V). Argomento della Lezione N. 17 Oscillatore armonico lineare Argomento (B 4.7, della CF cap. Lezione VI): autovalori N. 34 e autofunzioni. Potenziale a singola e doppia delta di Dirac come approssimazione per il calcolo degli autovalori e autovettori di una molecola (Gasiorowicz, Quantum Physics terza edizione, vol. 4-6). Argomento della Lezione N. 18 Potenziale periodico: teorema Argomento di Bloch della (B 4.8). Lezione Bande N. di 36 energia permesse e proibite in una catena lineare (B 4.8). Data : 25/10/1176 Firma : Data : 9/11/17 Firma : Argomento della Lezione N. 14 Argomento della Lezione N. 19 Barriera di potenziale ed Argomento effetto tunnel della (B 4.4, Lezione CF cap. N. V). 28 Approssimazione Bande di energia permesse Argomento e proibite della in una Lezione catena lineare N. 38 (B 4.8). Wentzel-Kramers-Brilloiun (S. Gasiorowicz, Quantum Physics). Solidi cristallini e legami nei solidi. Data :26/11/17 Firma : Data : 13/11/17 Firma : Argomento della Lezione N. 15 Buca di potenziale di altezza Argomento infinita e della potenziali Lezione simmetrici N. 30 (B 4.5, CF cap. V). Argomento della Lezione N. 20 Cristalli molecolari, ionici, Argomento covalenti. della Energia Lezione di coesione N. 40 (AM, capitoli 4 e 5; K Buca di potenziale di altezza finita (B 4.6, CF cap. V). capitolo 3). Data :31/10/17 Firma : Data : 14/11/17 Firma :

4 4 Argomento della Lezione N. 21 ). Reticoli di Bravais in una, Argomento due e tre della dimensioni. Lezione Vettori N. 22 primitivi, cella unitaria e cella unitaria primitiva. Reticolo reciproco. Reticoli cubici (semplice, a corpo centrato, a facce centrate). Reticolo esagonale. Reticolo di Bravais e piani cristallografici (K capitolo 1). Esperimenti di diffrazione a raggi X e reticolo reciproco (AM capitoli 4 e 5; K capitolo 2). Data :16/11/17 Firma : Data :29/11/17 Firma : Argomento della Lezione N. 22 Esercizio su diffrazione a Argomento raggi X e reticolo della Lezione reciproco N. (AM 24 capitoli 4 e 5; K capitolo 2). Argomento della Lezione N. 26 Struttura abande d un solido Argomento a partire della dalla Lezione serie di Fourier N. 32 della funzione d onda e del potenziale. Teorema di Bloch II (K capitolo 7). Metodo dell elettrone debolmente legato. Argomento della Lezione N. 27 Argomento della Lezione N. 34 Data :21/11/17 Firma : Data :10/11/16 Firma : Argomento della Lezione N. 23 Metodo dell elettrone fortemente Argomento legato della (AM Lezione capitolo N. 10) 26 Argomento della Lezione N. 28 Argomento della Lezione N. 36 Data : 22/11/17 Firma : Data : 15/11/16 Firma : Argomento della Lezione N. 24 Metodo dell elettrone fortemente Argomento legato della (AM Lezione capitolo N. 10) 28 Argomento della Lezione N. 29 Argomento della Lezione N. 38 Data :23/11/17 Firma : Data : 16/11/16 Firma : Argomento della Lezione N. 25 Metodo dell elettrone fortemente Argomento legato della (AM Lezione capitolo N. 10): 30 esempi (catena lineare mono- e bi-atomica) Argomento della Lezione N. 30 Argomento della Lezione N. 40 Data :28/11/17 Firma : Data : 17/11/16 Firma :

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