- Oggetto:
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Complementi di struttura della materia
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Complements of Structure of Matter
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Anno accademico 2015/2016
- Codice dell'attività didattica
- MFN0851
- Docente
- Prof. Maria Benedetta Barbaro (Titolare del corso)
- Corso di studi
- 008510-103 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica dell'Ambiente e delle Tecnologie Avanzate
- Anno
- 1° anno
- Periodo didattico
- Secondo periodo didattico
- Tipologia
- B=Caratterizzante
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD dell'attività didattica
- FIS/02 - fisica teorica, modelli e metodi matematici
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Facoltativa
- Tipologia d'esame
- Orale
- Prerequisiti
- Conoscenza degli elementi fondamentali di Meccanica Quantistica e Struttura della Materia
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Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Approfondimento delle statistiche quantistiche e loro applicazioni alla fisica della materia condensata
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Risultati dell'apprendimento attesi
CONOSCENZA E CAPACITA' DI COMPRENSIONE (KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING)
Conoscenze approfondite della meccanica statistica quantistica e delle sue applicazioni allo studio dei sitemi di molte particelle.
Al termine del corso lo studente avra' acquisito una conoscenza piu' approfondita delle statistiche quantistiche di Fermi-Dirac e Bose-Einstein e sara' in grado di affrontare problemi sulla loro applicazione alla fisica della materia condensata.
CAPACOTA' DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE (APPLYING KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING)
Capacita’ di comprendere e padroneggiare metodi matematici e numerici opportuni nella risoluzione di problemi complessi.
Lo studente sara' in grado di comprendere ed utilizzare il formalismo della seconda quantizzazione per lo studio della superconduttivita'.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
Lezioni frontali svolte alla lavagna.
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Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame e' costituito da una prova orale, della durata tipica di 40-50 minuti, nella quale viene chiesto di affrontare ab initio due, o al più tre, argomenti svolti a lezione, impostando il problema dal punto di vista sia fisico che matematico. In caso di non superamento dell'esame la ripetizione dello stesso deve avvenire almeno due settimane dopo la prima prova.
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Programma
Elementi di meccanica statistica quantistica: stato di un sistema quantistico, operatore statistico, entropia; limite classico della meccanica statistica quantistica; Ensemble Canonico: la funzione di partizione e le equazioni fondamentali del gas perfetto; il paradosso di Gibbs; la funzione di partizione dell'oscillatore armonico; il problema dei calori specifici e la teoria di Einstein e Debye; il corpo nero. Ensemble Gran Canonico:distribuzioni di Fermi e di Bose e loro applicazioni. Seconda quantizzazione. Gas di bosoni e fermioni interagenti. Teoria microscopica della superconduttivita': trasformazioni canoniche di Bogoliubov-Valatin; BCS.
Elements of statistical quantum mechanics:state of a quantum system, statistical operator, entropy; classical limit of statistical quantum mechanics; canonical ensemble: the partition function and the basic equations of a perfect gas; Gibbs' paradox; the hamornic oscillator partition function; the problem of specific heats and the Einstein-Debye theory; the black body. Grand canonical ensemble: systems of identical particles; perfect gas: Fermi and Bose distributions and their applications. Second quantization. Interacting boson and fermion gases. Microscopic theory of superconductivity: Bogoliubov-Valatin canonical transformations; BCS.
Testi consigliati e bibliografia
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M.B.Barbaro, A.Molinari, M.R.Quaglia, "Minimal Theory of a few structures of matter" CLU Cooperativa Libraria Universitaria (appunti scaricabili sul sito)
A.L. Fetter and J.D. Walecka, "Quantum Theory of Many-Particle Systems", ed. McGraw-Hill (1971)
Appunti del docente.
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Orario lezioni
Giorni Ore Aula Martedì 14:00 - 16:00 Aula Verde Dipartimento di Fisica Mercoledì 9:00 - 11:00 Aula Avogadro Dipartimento di Fisica Venerdì 9:00 - 11:00 Aula Avogadro Dipartimento di Fisica Lezioni: dal 13/01/2016 al 15/03/2016 - Oggetto:
Note
Nessuna propedeuticità obbligatoria. Frequenza non obbligatoria, ma fortemente consigliata.
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