Meccanica quantistica Giovanni Organtini

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1 Meccanica quantistica Giovanni Organtini

2 Il corpo nero 2

3 Un corpo caldo Giovanni Organtini - Sapienza Università di Roma Tutti i corpi caldi emettono luce non è vero il viceversa Perché? 3

4 Un corpo nero In equilibrio con la radiazione da lui stesso emessa Se l energia è trasportata da un onda I suoi costituenti oscillano con frequenza ν Ampiezza qualunque Giovanni Organtini - Sapienza Università di Roma Se l energia è trasportata da quanti di energia hν I suoi costituenti oscillano con frequenza ν che dipende dall energia del quanto Posso emettere 0 oppure 1 quanto, non 0.2 quanti 4

5 L effetto fotoelettrico 5

6 Giovanni Organtini - Sapienza Università di Roma Natura della luce: onde 6

7 Onde ed energia 7

8 Effetto fotoelettrico con i quanti 8

9 Applicazioni 9

10 La misura e il Principio di Heisenberg Esiste solo ciò che si misura Misura della posizione di un elettrone in un atomo Giovanni Organtini - Sapienza Università di Roma x p ~ Misura dell energia di un elettrone in un atomo x ~ p = v p =2 E t t ~ E t 2 10

11 Onde di materia = c = p h Giovanni Organtini - Sapienza Università di Roma Diffrazione di neutroni Microscopi elettronici 11

12 Atomi classici 12

13 Atomi quantistici 13

14 Modelli a confronto 14

15 Modelli a confronto 15

16 Modelli a confronto (~x )= 1(~x )+ 2(~x ) 16

17 Onde elettroniche Onda stazionaria Giovanni Organtini - Sapienza Università di Roma (x, t) = X n A n sin 2 nx + n 17

18 Onde stazionarie 2 r = n = n h p Giovanni Organtini - Sapienza Università di Roma pr = mvr = L = n h Momento angolare e quantità di moto quantizzati energie quantizzate E = k 2 e4 m 2~ 2 n 2 2 = n~ 18

19 Spettri atomici 19

20 Quantizzazione del momento angolare L = n~ 20

21 Lo spin: Stern-Gerlach Giovanni Organtini - Sapienza Università di Roma 21

22 Lo spin: Stern-Gerlach 22

23 La somma dei momenti angolari J = L + S + = J = L + S = 3 2 Giovanni Organtini - Sapienza Università di Roma L =1;S = = J = L S =

24 Lo stato degli elettroni Il principio di esclusione classico due punti materiali non possono stare nello stesso stato nel medesimo istante Il Principio di esclusione di Pauli Giovanni Organtini - Sapienza Università di Roma due elettroni non possono stare nello stesso stato nel medesimo istante Stato = E, 3 2, +1 2 E,L,L z i 6= E, 3 2,

25 La chimica L apple n 1 25

26 Cristalli 26

27 Cristalli 27

28 Cristalli 28

29 Cristalli 29

30 Cristalli 30

31 Trasporto e guida degli elettroni 31

32 Trasporto e guida degli elettroni 32

33 Come distinguere la corrente fotoelettrica? 33

34 + Cristalli N - 34

35 + Cristalli P - 35

36 Il diodo p n 36

37 Il diodo come una valvola 37

38 Il diodo Giovanni Organtini - Sapienza Università di Roma p n 38

39 Il diodo Giovanni Organtini - Sapienza Università di Roma p n 39

40 Il FOTOdiodo Giovanni Organtini - Sapienza Università di Roma p n 40

41 41

42 IL TRANSISTOR p n p Giovanni Organtini - Sapienza Università di Roma Emettitore Base Collettore 42

43 il transistor Giovanni Organtini - Sapienza Università di Roma p n p 43

44 il transistor 44

45 Il transistor come coppia di valvole 45

46 Il transistor come coppia di valvole 46

47 Il transistor come coppia di valvole 47

48 Il transistor come amplificatore Giovanni Organtini - Sapienza Università di Roma Emettitore Base Collettore 48

49 un transistor sui generis Emettitore Giovanni Organtini - Sapienza Università di Roma Base Collettore 49

50 un transistor sui generis 5 V 50

51 un transistor sui generis 51

52 un transistor sui generis 5 V 52

53 un transistor sui generis 5 V 53

54 Risorse Fisicast: Animazioni: Giovanni Organtini - Sapienza Università di Roma Fisica Sperimentale: people/organtini/publications/ 54