Obiettivi Formativi:
Il corso mira a trasmettere allo studente conoscenze e abilità, la cui acquisizione sarà verificata durante l'esame.

1. Conoscenza e capacità di comprensione: Questo corso mira a trasmettere un insieme di fatti, principi, teorie e pratiche relative alla Fisica Moderna. Gli studenti apprenderanno sugli esperimenti e le osservazioni empiriche che hanno portato alla formulazione della Fisica Quantistica.

2. Applicazione della conoscenza e della comprensione: Gli studenti svilupperanno le competenze e la padronanza necessarie per applicare le loro conoscenze per risolvere compiti specifici. Ciò include l'applicazione dei principi quantistici a vari campi come la fisica degli atomi e delle molecole, la materia condensata, l'ottica quantistica e la fisica dei laser.

3. Autonomia di giudizio: Il corso favorirà la capacità di valutare e interpretare criticamente i concetti della Fisica Quantistica e le loro implicazioni in vari ambiti.

4. Abilità comunicative: Gli studenti potenzieranno la loro capacità di comunicare efficacemente i complessi concetti della Fisica Quantistica, sia oralmente che per iscritto.

5. Capacità di apprendere: Il corso doterà gli studenti della capacità di approfondire autonomamente la loro comprensione della Fisica Quantistica, promuovendo l'apprendimento continuo nel campo.

Concetti fondamentali dell’elettrodinamica e della meccanica quantistica.

Al termine del corso, lo studente possiede le conoscenze di base sui fenomeni fisici più importanti relativi al periodo di transizione tra la Fisica Classica e la Fisica Quantistica, che hanno segnato l'avvento della cosiddetta Fisica Moderna. In particolare, lo studente è in grado di: - inquadrare dal punto di vista storico le tappe più significative di tale transizione; - descrivere le nuove ipotesi fisiche introdotte, il loro formalismo, la loro importanza e il loro impatto rispetto ai concetti fino allora acquisiti; - illustrare gli esperimenti chiave che hanno aperto la strada all'evoluzione della Fisica Moderna. Quantizzazione: Corpo nero / calore specifico dei corpi elementi di radiazione Laser Scattering Compton Principio di indeterminazione Esperimento di Davisson e Germer Natura del fotone Entanglement, EPR “paradox” esperimenti di interferometria Scattering Rutherford La natura dell’atomo: esperimenti Lenard, Frank Hertz. Esperimento di De Haas - Einstein Esperimento di Stern-Gerlach e il problema della misura Misura del Lamb-Shift Spin resonance ed esperimento di Rabi Magnetismo negli atomi Lo spin del fotone e l’esperimento di Beth.

Haken-Wolf The Physics of Atoms and Quanta

Tipler Modern Physics

Bransden Quantum Physics

Walecka Advanced Modern Physics

H. Semat Introduction to Atomic and Nuclear Physics (Rinehart & Co., New York)

A.P. French Principles of Modern Physics (John Wiley & Sons, London-Sidney)

F.K. Richtmyer, E.H. Kennard, T. Lauritsen Introduction to Modern Physics (McGraw-Hill Book Co., New York-Toronto-London)

Quantizzazione: Corpo nero
Quantum Zeno effect
Scattering Compton
Principio di indeterminazione
Esperimento di Davisson e Germer
Natura del fotone
Entanglement, EPR “paradox”
Scattering Rutherford
La natura dell’atomo: esperimenti Lenard, Frank Hertz.
Esperimento di De Haas - Einstein
Esperimento di Stern-Gerlach e il problema della misura
Misura del Lamb-Shift
Spin resonance ed esperimento di Rabi
Magnetismo negli atomi
Lo spin del fotone e l’esperimento di Beth.

Lezione frontale alla lavagna e slides elettroniche

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La prova orale, articolata in forma di colloquio a seguito della discussione di due argomenti da parte dello studente, prevede un minimo di tre domande e ha una durata media di circa 20/25 minuti allo scopo di verificare il livello di conoscenza degli argomenti oggetto dell’esame, il livello di padronanza del linguaggio specialistico e la capacità di sviluppare un ragionamento critico sull’esperimento discusso e le sue implicazioni teoriche. L’esame si basa su due argomenti a concordati con il docente.
La griglia di valutazione adottata è la seguente: - Eccellente (30 - 30 e lode): ottima conoscenza degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, ottima capacità analitica; lo/la studente/essa è in grado di analizzare brillantemente il caso scientifico discusso.
- Molto buono (27 - 29): buona conoscenza degli argomenti, notevole proprietà di linguaggio, buona capacità analitica; lo/la studente/essa è in grado di analizzare correttamente il caso scientifico discusso.
- Buono (24-26): buona conoscenza dei principali argomenti, discreta proprietà di linguaggio; lo/la studente/essa mostra una adeguata capacità di analizzare il caso scientifico discusso.
- Soddisfacente (21-23): lo/la studente/essa non mostra piena padronanza degli argomenti principali dell'insegnamento, pur possedendone le conoscenze fondamentali; mostra comunque soddisfacente proprietà di linguaggio e sufficiente capacità di analizzare il caso scientifico discusso.
- Sufficiente (18-20): minima conoscenza degli argomenti principali dell'insegnamento e del linguaggio tecnico, limitata capacità di analizzare in modo adeguato il caso scientifico discusso. - Insufficiente: lo/la studente/essa non possiede una conoscenza accettabile dei casi scientifici discussi.

Questo insegnamento approfondisce argomenti strettamente connessi a uno o più obiettivi dell’Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile delle Nazioni Unite