Il corso fornisce gli strumenti per trattare diffrazione e propagazione di campi ottici coerenti e parzialmente coerenti. In particolare è affrontato il problema della propagazione della luce in condizioni parassiali, che corrisponde formalmente all’evoluzione della funzione d’onda di una particella quantistica in due dimensioni. Vengono inoltre introdotte le tecniche per affrontare lo studio di campi non deterministici. Sono anche presentate applicazioni basate su fenomeni di diffrazione, quali l’ottica diffrattiva e l’olografia, per la manipolazione non convenzionale di fronti d’onda luminosi.
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 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.