Questo è un corso avanzato di meccanica quantistica, dedicato principalmente alla teoria atomica e alla struttura dello stato solido. Richiede una conoscenza di base della meccanica quantistica almeno pari a quella fornita nel corso di “fondamenti di meccanica quantistica” in questo stesso sito.
Il corso si articola in cinque grandi sezioni:
- La struttura atomica. In questa sezione sono trattati gli atomi a due e più elettroni secondo il modello di Thomas-Fermi e di Hartree-Fock, l’interazione spin-orbita, l’interazione elettrostatica residua e l’effetto Zeeman.
- L’interazione atomo-radiazione. La teoria dell’interazione atomo-radiazione è trattata secondo un modello perturbativo semiclassico. La teoria fenomenologica di Einstein è utilizzata come base per introdurre i principi di funzionamento del L.A.S.E.R.
- La struttura molecolare. In questa parte si studiano le molecole applicando l’approssimazione di Born-Oppenheimer. Sono forniti i calcoli dettagliati per la molecola ione idrogeno e idrogeno, in seguito sono studiati gli spettri vibrazionali e rotazionali delle molecole biatomiche. Si trattano in seguito le molecole poliatomiche e l’interazione molecole-radiazione.
- La struttura dello stato solido. Tramite il teorema di Bloch e il modello di Kronig-Penney viene studiata la struttura a bande e gap dei solidi. Si passano quindi a studiare le vibrazioni elastiche nei reticoli per finire con le proprietà di conducibilità dei solidi.
- Meccanica statistica. Dopo aver presentato le tre distribuzioni statistiche (Maxwell-Boltzmann, Fermi-Dirac e Bose-Einstein) si studia il modello di gas perfetto dal punto di vista quantistico. Con queste basi, si passa a studiare il calore specifico dei solidi dal punto di vista quantistico (conduttori e isolanti) per finire con una trattazione del magnetismo nella materia.
Scarica il corso: Appunti di Struttura della Materia
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