- familiarizzare lo studente con i principali risultati sperimentali che portarono a quella riformulazione delle basi teoriche della Fisica necessaria per descrivere i fenomeni su scala atomica;
- introdurre lo studente al concetto funzione d'onda e all'equazione di Schroedinger;
- fornire allo studente gli strumenti operativi per risolvere alcuni problemi concernenti i sistemi quantistici più semplici (buca di potenziale, oscillatore armonico);
- fornire allo studente l'interpretazione in termini quantistici del comportamento fisico di alcuni sistemi complessi (come ad es. atomi idrogenoidi, spin, quantizzazione dei campi, bande di conduzione e massa efficace)
- introdurre lo studente al concetto funzione d'onda e all'equazione di Schroedinger;
- fornire allo studente gli strumenti operativi per risolvere alcuni problemi concernenti i sistemi quantistici più semplici (buca di potenziale, oscillatore armonico);
- fornire allo studente l'interpretazione in termini quantistici del comportamento fisico di alcuni sistemi complessi (come ad es. atomi idrogenoidi, spin, quantizzazione dei campi, bande di conduzione e massa efficace)
scheda docente
materiale didattico
- La radiazione da corpo nero
- Formula di Planck
- Effetto fotoelettrico
- Effetto Compton
- Modello atomico di Rutherford
- Teoria quantistica di Bohr
- Onde di de Broglie
Principi base della Meccanica Quantistica
- Richiami di teoria della probabilità
- Equazione di Schroedinger e funzione d'onda
- Funzione d'onda e sua interpretazione probabilistica
- Il problema della misura e collasso della funzione d'onda
- Esperimenti di Stern-Gerlach e di Young
- Grandezze fisiche e operatori
- Autovalori e autofunzioni
- Stati stazionari
- Principio di sovrapposizione
- Principio di indeterminazione
Applicazione a problemi unidimensionali
- Buca di potenziale
- Oscillatore armonico
- Barriera di potenziale ed effetto tunnel
Sistemi a più particelle
- Particelle identiche: statistiche di Fermi-Dirac e di Bose-Einstein
- limite classico e statistica di Maxwell-Boltzmann
- Elettroni in un cristallo: teorema di Bloch
- Entanglement quantistico
- Paradosso EPR e teorema di Bell
- Fondamenti su qubit e computazione quantistica
Programma
Crisi della Fisica classica- La radiazione da corpo nero
- Formula di Planck
- Effetto fotoelettrico
- Effetto Compton
- Modello atomico di Rutherford
- Teoria quantistica di Bohr
- Onde di de Broglie
Principi base della Meccanica Quantistica
- Richiami di teoria della probabilità
- Equazione di Schroedinger e funzione d'onda
- Funzione d'onda e sua interpretazione probabilistica
- Il problema della misura e collasso della funzione d'onda
- Esperimenti di Stern-Gerlach e di Young
- Grandezze fisiche e operatori
- Autovalori e autofunzioni
- Stati stazionari
- Principio di sovrapposizione
- Principio di indeterminazione
Applicazione a problemi unidimensionali
- Buca di potenziale
- Oscillatore armonico
- Barriera di potenziale ed effetto tunnel
Sistemi a più particelle
- Particelle identiche: statistiche di Fermi-Dirac e di Bose-Einstein
- limite classico e statistica di Maxwell-Boltzmann
- Elettroni in un cristallo: teorema di Bloch
- Entanglement quantistico
- Paradosso EPR e teorema di Bell
- Fondamenti su qubit e computazione quantistica
Testi Adottati
1) D. J. Griffith, "Introduzione alla meccanica quantistica"Bibliografia Di Riferimento
2) B.H. Bransden and C.J. Joachain, "Quantum Mechanics" 3) M. A. Nielsen and I. L. Chuang, “Quantum computation and quantum information”Modalità Erogazione
Didattica in presenzaModalità Frequenza
Frequenza facoltativa ma altamente raccomandata.Modalità Valutazione
L'esame consta di una prova scritta, costituita da problemi a svolgimento aperto e domande di teoria a risposta aperta, e di un colloquio orale.