Istituzioni di Fisica Teorica
semestrale
 
Prof. Emilio d'Emilio (a.a. 1999-2000)
- Eq. di d'Alembert in 1+1 dimensioni:
modi fondamentali e relativa completezza
- Eq. di d'Alembert in 3+1 dim: onde piane.
Trasversalita` delle onde e.m.. Polarizzazioni.
Eq. di Klein Gordon per un campo vettoriale e
possibilità di modi longitudinali.
- Eq. di Schrodinger per particella libera in 3+1 dimensioni:
giustificazione per analogia.
Relazioni di Bohr-Einstein e De Broglie. Ruolo di h.
- Gruppi di onde. Massa del gruppo e sua indipendenza dal tempo. Un po'
di matematica sulla trasformata di Fourier.
Delta di Dirac
- Baricentro spaziale di un gruppo di onde e suo moto
.Velocita` di gruppo. Baricentro spettrale.
- Larghezza spaziale e sua evoluzione temporale.
Larghezza spettrale. Teorema di Fourier: enunciato.
- Teor. di Fourier: dimostrazione.
Relazione di minima indeterminazione e pacchetti Gaussiani.
- Ruolo delle condizioni al bordo e numeri interi. Riflessione da una parete.
Coppia di pareti. Guida d'onda rettangolare.
- Il fotone: relazioni di Einstein e De Broglie e loro giustificazioni
sperimentali tramite
l'effetto fotoelettrico e la diffusione Compton.
- Crisi dell'atomo classico di Rutherford; atomo alla Bohr;
spettri atomici; dimensioni e stabilita` degli atomi.
- Riflessione alla Bragg. Esperienza di Davisson e Germer.
Coni di diffrazione. Diffrazione da una fenditura.
- Fenditure e schermi come misure di posizione. Misure con Polaroid e cristalli birifrangenti.
Novita` inerenti ai processi di misura in MQ.
- Diffrazione ed interferenza da due fenditure. MQ: principio di
sovrapposizione e interpretazione della funzione d'onda.
- Eq. di Schrodinger dipendente dal tempo, separazione delle variabili
e eq. di Schrodinger per gli stati stazionari.
- Eq. di Schrodinger per particella confinata in un segmento.
- Operatori positivi e stime sullo spettro di H = p2 / 2m+V(x).
Buca di potenziale rettangolare I: E<0.
- Buca di potenziale rettangolare II: 0 < E < V 0.
- Buca di potenziale rettangolare III: spettro continuo e autovettori impropri. Stati di scattering.
Discussione qualitativa dell'eq. di Schrodinger in generale.
- Oscillatore armonico I: algebra di Fock.
- Oscillatore armonico II: stati stazionari e loro proprieta`.
Inversione spaziale sugli stati.
- Inversione spaziale sulla p e sulla q.
Regola di selezione sulla parita`. Evoluzione
temporale degli stati come operatore unitario di H in se'.
- Evoluzione temporale nello schema di Eisemberg.
- Stati coerenti per l'oscillatore armonico.
- Evoluzione temporale degli stati coerenti e
discussione qualitativa sul limite classico della MQ.
- Riepilogo retrospettivo di QM di una particella in 1+1
dimensioni.
- Due perticelle identiche in 1+1 dimensioni.
Operatore di scambio. Necessita` della teoria delle perturbazioni.
- Teoria delle perturbazioni al I ordine.
- Oscillatore armonico
3d isotropo e momento angolare dei livelli piu` bassi.
- Regole di commutazione del momento angolare: scalari, vettori.
- Autovalori ed autovettori simultanei di L2 e L
z.
- Momento angolare orbitale e armoniche sferiche.
- Eq. di Schrodinger in campo centrale.
- Due particelle interagenti. Spettro rotazionale di una molecola.
Atomo idrogenoide I:
comportamenti asintotici a piccolo e grande r.
- Atomo idrogenoide II: stati legati,
funzioni radiali, raggio di Bohr, Rydberg. Spettro continuo.
- Effetto Stark su H. Regole di selezione su L z e sulla parita`. Giustificazione ed uso della teoria delle perturbazioni al I ordine.
Diagonalizzazione della perturbazione nel livello n=2
- Atomi a molti elettroni: approssimaz. Di elettroni indipendenti, configurazione,
dimensioni. Primo enunciato del principio di Pauli.
- Alcalini: rimozione della degenerazione accidentale.
Introduzione delle transizioni elettromagnetiche negli atomi.
Impossibilita`
di spiegare il decadimento spontaneo nell'ambito sviluppato.
- Teoria delle perturbazioni dipendenti dal tempo al I ordine.
- Transizioni e.m. nei sistemi atomici: condizioni di Bohr.
Ruolo degli elementi di
matrice nell'operatore di dipolo fra stati atomici.
- Elementi di matrice dell'operatore
di dipolo tra stati atomici: regole di selezione su L z.
- Emissione ed assorbimento : righe p
e righe s .
- Effetto Zeeman normale
- Spin dell'elettrone. Matrici di Pauli.
Forma dell'interazione spin-orbita e suo ordine di grandezza.
- Composizione di momenti angolari.
Diagonalizzazione dell'interazione spin-orbita.
- Atomo di Elio e principio di Pauli.
Termini spettroscopici di atomi semplici.