FISICA DELLA MATERIA

Fisica FISICA DELLA MATERIA

0522600010
DIPARTIMENTO DI FISICA "E.R. CAIANIELLO"
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
FISICA
2014/2015

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 1
ANNO ORDINAMENTO 2014
SECONDO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
864LEZIONE
112ESERCITAZIONE
Obiettivi
GLI OBIETTIVI FORMATIVI DEL CORSO SONO FOCALIZZATI SUI SEGUENTI PUNTI.
1. CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: SI INTENDE FORNIRE AGLI STUDENTI LE CONOSCENZE RIGUARDANTI LA STRUTTURA DELLA MATERIA CON PARTICOLARE RIFERIMENTO ALLE MOLECOLE E ALLA MODERNA FISICA DEI SOLIDI.
2. CAPACITA’ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: SI SVILUPPERANNO NEGLI ALLIEVI CAPACITÀ DI COMPRENSIONE E ABILITÀ AL FINE DI RISOLVERE PROBLEMI E APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE.
3. AUTONOMIA DI GIUDIZIO: GLI STUDENTI VERRANNO STIMOLATI A FRONTEGGIARE LA COMPLESSITA' E FORMULARE GIUDIZI ANCHE SULLA BASE DI DATI INCOMPLETI MEDIANTE DOMANDE E PROBLEMI CHE RICHIEDANO L'ABILITA' DI INTEGRARE LE CONOSCENZE ACQUISITE.
4. ABILITÀ COMUNICATIVE: GLI STUDENTI DOVRANNO SAPER COMUNICARE IN MODO CHIARO, RIGOROSO E PRIVO DI AMBIGUITÀ LE LORO CONCLUSIONI, IDEE ED ARGOMENTAZIONI, NONCHÉ LE CONOSCENZE ACQUISITE.
5. CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: GLI ALLIEVI DOVRANNO DIMOSTRARE DI AVER SVILUPPATO CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO CHE CONSENTANO LORO DI CONTINUARE A STUDIARE IN MODO AUTONOMO ANCHE SU ARGOMENTI CHE VADANO OLTRE QUELLI ACQUISITI DURANTE IL CORSO.
Prerequisiti
FISICA ATOMICA - ISTITUZIONI DI FISICA DELLA MATERIA. MECCANICA QUANTISTICA.
Contenuti
TEORIA SEMICLASSICA. EQUAZIONE DI BOLTZMANN ED APPROSSIMAZIONE DEL TEMPO DI RILASSAMENTO. CONDUTTIVITÀ TERMICA ED ELETTRICA, EFFETTI TERMOELETTRICI. AL DI LA DELL'APPROSSIMAZIONE DI ELETTRONI INDIPENDENTI. INTERAZIONE DI SCAMBIO E APPROSSIMAZIONE DI HARTREE-FOCK PER IL GAS DI ELETTRONI LIBERI. TEORIA GENERALE DELLO SCREENING ELETTRONICO NEI METALLI. TEORIA DI THOMAS-FERMI E TEORIA DI LINDHARD. COSTANTE DIELETTRICA DI LINDHARD. MODELLO STATISTICO DELL’ATOMO E METODO DI THOMAS-FERMI. TEORIA DEL FUNZIONALE DENSITÀ. FUNZIONALE ENERGIA CINETICA E FUNZIONALE ENERGIA DI SCAMBIO. TEOREMA DI HOHENBERG-KOHN. ENERGIA DI CORRELAZIONE ED EQUAZIONE DI KOHN-SHAM. APPROSSIMAZIONE LOCALE DEL FUNZIONALE DENSITÀ. INTERAZIONE ELETTRONE-IONE. APPROSSIMAZIONE ADIABATICA DI BORN-OPPENHEIMER. CALCOLO DI SUPERFICI ADIABATICHE POTENZIALE-ENERGIA PER MOLECOLE BIATOMICHE. LA MOLECOLA DI IDROGENO IONIZZATA. METODO LCAO. LA MOLECOLA DI IDROGENO. METODO DI HEITLER-LONDON. SPETTROSCOPIA MOLECOLARE. TRANSIZIONI ELETTRONICHE E PRINCIPIO DI FRANCK-CONDON. LA MOLECOLA DI AMMONIACA. FORZE INTERMOLECOLARI NEI SOLIDI. POTENZIALE DI LENARD-JONES. ENERGIA DI COESIONE. SOLIDI MOLECOLARI IONICI E COVALENTI. TEORIA CLASSICA DEL CRISTALLO ARMONICO. CALORE SPECIFICO CLASSICO E LEGGE DI DULONG-PETIT. MODI NORMALI DI UN RETICOLO DI BRAVAIS AD UNA DIMENSIONE. RELAZIONE DI DISPERSIONE. MODI NORMALI DI UN RETICOLO DI BRAVAIS AD UNA DIMENSIONE CON BASE. MODI NORMALI DI UN RETICOLO DI BRAVAIS IN TRE DIMENSIONI. TEORIA QUANTISTICA DEL CRISTALLO ARMONICO. QUANTIZZAZIONE DELLA CATENA UNIDIMENSIONALE MONOATOMICA. MODI NORMALI E FONONI. CALORE SPECIFICO DI UN RETICOLO ARMONICO NEL LIMITE DI ALTE E BASSE TEMPERATURE. MODELLI DI DEBYE E DI EINSTEIN. DENSITA' DEI LIVELLI FONONICI. SCATTERING DA NEUTRONE E MISURA DELLO SPETTRO FONONICO. LEGGI DI CONSERVAZIONE. SCATTERING DA ZERO-, UNO-, E DUE-FONONI. CRYSTAL MOMENTUM. LEGGI DI CONSERVAZIONE NELLO SCATTERING DA FONONI. EFFETTI ANARMONICI NEI SOLIDI. ASPETTI GENERALI ED EQUAZIONE DI STATO. ESPANSIONE TERMICA DEI SOLIDI. PARAMETRO DI GRUNEISEN. COLLISIONI FONONICHE E CONDUTTIVITA' TERMICA. TEMPERATURA DI FUSIONE. FONONI NEI METALLI. TEORIA ELEMENTARE DELLA RELAZIONE DI DISPERSIONE NEI METALLI. COSTANTE DIELETTRICA DI UN METALLO. INTERAZIONE EFFETTIVA ELETTRONE-ELETTRONE. MAGNETISMO NELLA MATERIA. MAGNETIZZAZIONE E SUSCETTIVITÀ MAGNETICA. DIAMAGNETISMO DI LARMOR. REGOLE DI HUND. PARAMAGNETISMO DI VAN VLECK. LEGGE DI CURIE NEI SOLIDI. DEMAGNETIZZAZIONE ADIABATICA. MAGNETISMO DEGLI ELETTRONI DI CONDUZIONE. PARAMAGNETISMO DI PAULI E DIAMAGNETISMO DI LANDAU. INTERAZIONI ELETTRONICHE E STRUTTURE MAGNETICHE. ORIGINE ELETTROSTATICA DELL?INTERAZIONE MAGNETICA. PROPRIETA' MAGNETICA DI UN SISTEMA DI DUE ELETTRONI. HAMILTONIANA DI SPIN. PROPRIETÀ MAGNETICHE DI UN GAS DI ELETTRONI LIBERI. SCAMBIO DIRETTO, SUPER, INDIRETTO, E SCAMBIO ITINERANTE. MODELLO DI HUBBARD. ORDINE MAGNETICO: FERROMAGNETI, ANTIFERROMAGNETI E FERRIMAGNETI. GROUND STATE FERROMAGNETICO E PROPRIETÀ DI BASSA TEMPERATURA ONDE DI SPIN. PROPRIETÀ TERMODINAMICHE E APPROSSIMAZIONE DI CAMPO MEDIO. EFFETTI DELLE INTERAZIONI DIPOLARI E DOMINI MAGNETICI. SUPERCONDUTTIVITÀ. TEMPERATURA CRITICA. PROPRIETA' TERMOELETTRICHE. EFFETTO MEISSENER. CAMPI CRITICI. SUPERCONDUTTORI DI I E DI II TIPO. CALORE SPECIFICO, GAP ENERGETICO. EQUAZIONE DI LONDON. TEORIA DI GINZBURG-LANDAU. QUANTIZZAZIONE DEL FLUSSO E CORRENTI PERSISTENTI. CENNI DI TEORIA BCS. EFFETTO JOSEPHSON.
Metodi Didattici
IL CORSO È PREVALENTEMENTE A CARATTERE TEORICO, CON UNA PARTE APPLICATIVA CHE COMPRENDE ESERCIZI, SIMULAZIONI AL CALCOLATORE ED ELABORATI SCRITTI.
Verifica dell'apprendimento
LA VERIFICA E LA VALUTAZIONE DEL LIVELLO DI APPRENDIMENTO DELLO STUDENTE AVVERRÀ TRAMITE UNA PROVA SCRITTA E UNA PROVA ORALE. IN PARTICOLARE SI VERIFICHERA' CHE LO STUDENTE SIA IN GRADO DI A) SAPERE E CAPIRE: ESPORRE CON PUNTUALITA' GLI ARGOMENTI DEL CORSO; CAPACITÀ DI RIFERIRE E CITARE MODELLI, DI INTERPRETARE QUANTO APPRESO, SPIEGARE E TRARRE CONSEGUENZE, DI SEMPLIFICARE. (RANGE NELLA VALUTAZIONE D'ESAME: 18-26). B) APPLICARE E VALUTARE: INDIVIDUARE RELAZIONI, MODELLI E IPOTIZZARE ALTERNATIVE, ESPRIMERE OPINIONI SUPPORTATE SCIENTIFICAMENTE, DISSENTIRE E CONCORDARE SUGLI ARGOMENTI DEL CORSO IN MODO SCIENTIFICAMENTE MOTIVATO. - RANGE NELLA VALUTAZIONE D'ESAME: 27-30-
Testi
B.H. BRANDSEN, C.J. JOACHAIN, PHYSICS OF ATOMS AND MOLECULES, LONGMAN, N.Y. (1991). N.W. ASHCROFT, N.D. MERMIN, SOLID STATE PHYSICS, SAUNDERS COLLEGE, PHILADELPHIA (1976). G. GROSSO, G. PASTORI PARRAVICINI, SOLID STATE PHYSICS, ACADEMIC PRESS (2000). C. KITTEL, INTRODUZIONE ALLA FISICA DELLO STATO SOLIDO, CASA EDITRICE AMBROSIANA (2008). H. IBACH E H. LUTH, SOLID-STATE PHYSICS (SPRINGER, BERLIN 2003). J.M. ZIMAN, I PRINCIPI DELLA TEORIA DEI SOLIDI (TAMBURINI, MILANO, 1975)
Altre Informazioni
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  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2016-09-30]