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FIS/02 MECCANICA QUANTISTICA |
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Docente Prof. Guido Martinelli | Esercitatore Dott. Giancarlo Ferrera |
Stanza 104, secondo piano, Ed. G. Marconi Tel. +39-06-49914234 |
Stanza 42, primo piano, Ed. G. Marconi Telefono +39-06-49914350 |
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III Anno, Secondo Trimestre | Orario:8.00 - 10.00 Lunedì e Mercoledì, 8.00 - 9.00 Venerdì - Ed. G. Marconi, Aula Conversi |
Ricevimento Studenti: | Lunedì, Mercoledì e Venerdì Ore 15.30 - 17.30 - Ed. G. Marconi, secondo piano Stanza 104 |
+ 2 crediti per i complementi (dal punto 10 al 12 del programma) |
Conoscenze richieste
Esami obbligatori di Analisi e Fisica del II Anno, Introduzione alla Meccanica Quantistica.
Contenuti del corso
Il corso costituisce la continuazione ed il completamento del corso di Introduzione alla Meccanica Quantistica. Lo scopo del corso è quello di introdurre il concetto di momento angolare e di spin in meccanica quantistica e la composizione dei momenti angolari, studiare alcuni importanti sistemi tridimensionali, ad esempio l'atomo di idrogeno e discutere gli stati fisici relativi alle particelle identiche. Il corso si conclude con la teoria delle perturbazioni indipendenti dal tempo e dipendenti dal tempo.
Obiettivi del corso
Alla fine del corso gli studenti dovrebbero:
Modalità del corso e delle prove d'esame
Il corso consiste di 25 ore di lezioni e 25 ore di esercitazioni. Il lavoro per casa richiederà circa due ore al giorno. Alcune schede di problemi da risolvere a casa saranno distribuiti periodicamente e successivamente risolti in aula. Per l'acquisizione dei crediti è necessario superare una prova scritta basata sulla risoluzione di 2 esercizi (voto minimo 18/30, peso relativo per il voto finale 60%) ed una breve prova orale della durata massima di 20 minuti (peso relativo per il voto finale 30%). L'esame per i complementi è solo orale.
Altre attività didattiche
Durante il corso di esercitazioni saranno assegnati agli studenti degli esercizi da svolgere, la cui soluzione dovrà essere consegnata entro pochi giorni al responsabile delle esercitazioni. Sarà poi possibile, su base volontaria, avere una discussione pubblica delle soluzioni durante una successiva esercitazione. Analogamente potrà avvenire, a campione, la correzione di alcuni degli esercizi svolti. L'insieme di queste attività contribuirà alla valutazione finale con un peso del 10%.
Programma di massima del corso
Le ore sono approssimative.
1. | Momento angolare come generatore delle rotazioni; autofunzioni e autovalori del momento angolare | 2 ore |
2. |
Regole di commutazione
di scalari e vettori col momento angolare;
momento angolare in coordinate
sferiche
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2 ore |
3. |
Oscillatore
armonico in tre dimensioni e autofunzioni del momento angolare
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2 ore |
4. |
Composizione dei
momenti angolari
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4 ore |
5. |
Equazione di
Schroedinger in tre dimensioni e separazione; potenziali
centrali e atomo di idrogeno, autofunzioni e livelli di energia
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4 ore |
6. |
Spin
e hamiltoniana di Pauli; momento magnetico di una
particella dotata di spin;
effetto Zeeman e cenni sull'interazione
spin-orbita
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2 ore |
7. |
Particelle identiche in
meccanica quantistica; fermioni e bosoni; costruzione
della
funzione d'onda per un sistema di N particelle;
determinante di Slater; interazione di scambio
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3 ore |
8. |
Teoria delle
perturbazioni indipendenti dal tempo
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3 ore |
9. |
Teoria delle
perturbazioni dipendenti dal tempo
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3 ore |
10. |
Metodo variazionale e
sue applicazioni
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4 ore |
11. |
Elementi della teoria
dei gruppi: Gruppi discreti, Rotazioni e Lorentz
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6 ore |
12. |
Elementi di seconda
quantizzazione e applicazioni
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6 ore |
Testi Consigliati
1)
P.A.M. Dirac, Principi della Meccanica Quantistica, Ed.
Boringhieri;
2)
J.J. Sakurai, Meccanica Quantistica Moderna (Zanichelli);
3)
Landau-Lifshitz, Meccanica Quantistica Non-relativistica,
Editori Riuniti;
4)
R. Feynmann, et al., Lectures on Physics (Vol. III),
Addison-Wesley Pub.;
5)
A. Messiah, Mecanique Quantique, Donod (Paris) oppure Quantum
Mechanics, North Holland (Amsterdam).