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3 Novembre

-Presentazione del corso.

5 Novembre

-Equazioni di Maxwell

-Equazione delle onde per campi piani

-Equazione delle onde in 3 dimensioni

-Onde piane nello spazio

-Relazione tra E, B e direzione di propagazione

-Energia della radiazione e.m. :Vettore di Poynting e Intensità

-Onde Sferiche

-Esperimento di Hertz

M 8.8, 8.9, 10.2

M 10.2

link 1

link 2

link 2

M 10.4

M 10.4

M 13.5

10 Novembre

Spettro delle onde elettromagnetiche

Radiazione nei dielettrici: indice di rifrazione

Ottica geometrica

Principio di Fermat

Propagazione rettilinea in mezzi omogenei

Riflessione e rifrazione

La luce come onda

Principio di Huygens Fresnel

Sovrapposizione di onde e.m.

Coerenza e interferenza

Esperimento di Young

Derivazione delle leggi di riflessione e rifrazione dal principio di Huygens

M 10.8

M 11.1

link2

link3

M 11.2

M 13.1

M 13.1

M 13.2

M11.3 nota e link4

Interferenza per riflessione su lamine sottili

Interferometro di Michelson

Concetto di diffrazione

Diffrazione di Fraunhofer da una fenditura rettangolare

Il principio di Babinet

Esperimento di diffrazione da un filo rettilineo

M 13.3

M 13.4

M 14.1

M 14.2

nota in M 14.3

Analisi dati dell'esperimento del 12

Diffrazione da un'apertura circolare

Limite di risoluzione delle lenti e dell'occhio umano

Il reticolo di diffrazione

Potere risolutivo di un reticolo di diffrazione

M 14.3

M 14.4

M14.5

M 14.6

Raggi X e loro diffrazione da cristalli

Radiazione termica

Corpo nero

Calcolo di Raleigh-Jeans

M 14.8

M 15.1 15.2 e E 1.2

E 1.3

Teoria del corpo nero di Planck

Effetto fotoelettrico

Teoria di Einstein: i fotoni

E 1.4

E 2.2

E 2.3

Onde di materia, teoria di De Broglie

Esperimento di Davisson e Germer

Dualismo onda corpuscolo

Principio di indeterminazione di Heisenberg

E 3.1

E 3.1

E 3.2

E 3.3 e 3.5

-Modello atomico di Thompson

-Diffusione di particelle a da film sottili, risultati sperimentali e previsioni di Thompson (cenni).

-Modello atomico di Rutherford, concetto di nucleo atomico

-Problemi di stabilità dei modelli atomici planetari

-Spettri di emissione e di assorbimento dei gas rarefatti, relazioni empiriche per le serie di righe di emissione dell'atomo di idrogeno.

-Modello atomico di Bohr, postulati e determinazione delle orbite, velocità dell'elettrone, e dei livelli energetici.

-Confronto tra le righe di emissione ed assorbimento previste dal modello di Bohr e quelle sperimentali;

-Correzione per tener conto che il nucleo ha massa finita (cenni).

E 4.1

E 4.1

E 4.2

E 4.3

E 4.4

E 4.5, 4.6

E 4.6

E 4.7

-Regole di quantizzazione di Wilson e Sommerfeld.

-Concetto di funzione d'onda.

-Argomenti di plausibilità che portano all'Equazione di Schroedinger.

E 4.8

E 4.9

E 5.1

E 5.2

-Valori di aspettazione

-Equazione di Schroedinger indipendente dal tempo

-Proprietà matematiche delle funzioni d'onda

-Origine della quantizzazione dell'energia

E 5.4

E 5.5

E5.6

E5.7

-Risoluzione dell'equazione di Schroedinger per potenziale nullo

-Scalino di potenziale: E<V₀

E6.2

E6.3

Determinazione dello spettro di emissione di gas rarefatti

Quantizzazione dell'energia negli atomi: esperienza di Franck e Hertz

-Scalino di potenziale: E>V₀

-Barriera di potenziale ed effetto tunnel

-Buca di potenziale a barriere finite

E6.5

E6.7

-Buca di potenziale a barriere infinite

-Energie permesse dell'oscillatore armonico (cenni)

Applicazioni pratiche di effetti quantistici: tecniche di microscopia e di nanofabbricazione

E6.8

E6.9

-Importanza del problema.

-Equazione di Schroedinger in 3 dimensioni.

-Espressione dell'Hamiltoniana in coordinate sferiche e risoluzione dell'Equazione di Schroedinger indipendente dal tempo per separazione delle variabili.

-Autovalori dell'energia, numeri quantici e degenerazione.

-Autofunzioni dell'Hamiltoniana.

-Densità di probabilità radiale

E7.11

E712

E7.3  E7.4

E7.5

E7.6

E7.7

-Momento angolare orbitale dell'elettrone nell'atomo di idrogeno.

-Momento di dipolo magnetico orbitale.

-Esperimento di Stern e Gerlach e spin dell'elettrone

Atomi ad molti elettroni

-Indistinguibilità delle particelle identiche.

-Principio di esclusione di Pauli.

E7.7

E7.8 E7.9

E8.1  E8.2

E8.3

E9.1 E9.2

E9.3

-Forze di scambio e suoi effetti sui livelli energetici dell'atomo di elio.

-Teoria di Hartree per gli atomi con Z elettroni.

-Risultati della teoria di Hartree.

-Stato fondamentale degli atomi a molti elettroni e origine della periodicità delle proprietà chimiche degli elementi.

E9.4

E9.5

E9.6

E9.7

Proprietà quantistiche delle molecole

-Legame ionico;

-Legame covalente;

-Livelli energetici delle molecole;

-Livelli rotazionali;

-Livelli vibrazionali;

-Livelli elettronici e principio di Frank-Condon

E12-1

E12-2

E12-3

E12-4

E12-5

E12-6

E12-7

Solidi: Conduttori e semiconduttori

-Tipi di solidi;

-Origine delle bande di energia dei solidi.

-Conduzione elettrica nei metalli, modello microscopico classico;

E 13-2

E 13-3

E13-4

-Il modello quantistico ad elettroni liberi;

-Effetti della periodicità del potenziale nei cristalli, il potenziale di Kronig-Penney

-Proprietà generali delle funzioni d'onda elettroniche per il potenziale di Kronig-Penney;

-Massa efficace;

-Struttura a bande dei semiconduttori. Effetti del drogaggio

-Dipendenza dell'energia di Fermi dal drogaggio in semiconduttori p e n.

E13-5

E13-6

E13-6

E13-7

E13-9

E13-9

Dispositivi a semiconduttore:

   -diodo a giunzione;

   -diodo ad effetto tunnel.

   -celle solari