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Meccanica Quantistica II

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Quantum Mechanics II

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Anno accademico 2023/2024

Codice attività didattica
MFN0589
Docente
Marialuisa Frau (Titolare del corso)
Corso di studio
008703 Laurea in Fisica
Anno
3° anno
Periodo
Secondo semestre
Tipologia
C=Affine o integrativo
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
FIS/02 - fisica teorica, modelli e metodi matematici
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Orale
Prerequisiti
Viene richiesta una buona conoscenza di base dei principi fondamentali della meccanica quantistica, trattati durante il corso di Meccanica Quantistica I.
Good knowledge of the basics of Quantum Mechanics
Propedeutico a
Tutti i corsi della laurea magistrale in Fisica Teorica.
All courses of the Master studies in Theoretical Physics
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

L'insegnamento si prefigge l'obiettivo principale di consolidare le conoscenze acquisite nel corso di Meccanica Quantistica I, mediante la rivisitazione critica dei postulati fondamentali e lo studio di alcune importanti applicazioni. La studentessa o lo studente dovranno acquisire la capacità di trattare anche miscele incoerenti di stati, particelle con spin (distinguibili e indistinguibili) e l'interazione con un campo elettromagnetico esterno. Inoltre dovranno acquisire gli elementi fondamentali della teoria dello scattering da potenziale, del metodo WKB e degli integrali di cammino alla Feynman.

The main objective of this course is to consolidate the basic knowledge of quantum mechanics acquired in the course of Quantum Mechanics I. This will be achieved by revisiting the fundamental postulates of quantum mechanics from a critical point of view and by studying some relevant applications.  Advanced topics in quantum mechanics will also be introduced.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza e capacità di comprensione (Knowledge and Understanding):

Conoscenza dei principi fondamentali della meccanica quantistica con l'approfondimento di alcuni temi di meccanica quantistica avanzata quali il metodo WKB, la teoria dello scattering e la formulazione della meccanica quantistica attraverso integrali di cammino di Feynman.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione (Applying Knowledge and Understanding):

Capacita' di applicare le conoscenze acquisite nei due corsi di meccanica quantistica del triennio alla soluzione di esercizi di base e alla trattazione di problemi piu' complessi ed avanzati, come le applicazioni della teoria dell'urto, del metodo WKB e l'uso del formalismo degli integrali di cammino.

Knowledge and Understanding:

Knowledge of the fundamental principles of quantum mechanics, with an in-depth analysis on some advanced topics, like Scattering Theory from a potential, Semiclassical approximation and WKB method, and Path Integrals in quantum mechanics.


Applying Knowledge and Understanding:

The knowledge acquired during the lectures of Quantum Mechanics I and II will be applied to the solution of several practical problems and exercises, which will span from the basic level to a much higher level of complexity, with the solution of systems involving scattering theory, WKB methods and Path Integral applications.

 

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Programma

La prima parte del corso è focalizzata sull'approfondimento dei principi fondamentali della Meccanica quantistica, riprendendo con analisi critica alcuni concetti già introdotti nel corso di Meccanica Quantistica I. Le conoscenze verranno consolidate tramite lo svolgimento di alcuni esercizi mirati.

Durante la seconda parte del corso saranno introdotti alcuni nuovi argomenti:

a) l'approssimazione semiclassica tramite il metodo WKB

b) la teoria dello scattering (equazione di Lippmann Schwinger, approssimazione di Born e sviluppo in onde parziali),

c) gli integrali di cammino alla Feynman

The first part of this course offers a detailed analysis of the concepts treated in Quantum Mechanics I, with several dedicated exercises.

The second part will focus on some new topics in advanced quantum mechanics:

a) Semiclassical approximation and WKB method

b) Scattering theory (Lippmann Schwinger equation, Born approximation and partial wave development)

c) Feynman path integrals.

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Modalità di insegnamento

La docente svolge 48 ore di lezione frontale in aula, con l'ausilio della lavagna. Non vengono usate slide o proiezioni di materiale didattico. Circa 3/4 delle ore a disposizione vengono usate per lo svolgimento del programma del corso, mentre il tempo restante viene impiegato nella soluzione di esercizi ed applicazioni riguardanti gli argomenti svolti.

ATTENZIONE: le studentesse e gli studenti iscritti al corso sono pregati di iscriversi alla piattaforma moodle del corso, facilmente accessibile facendo click sul tasto "accedi a moodle", qui infondo. Su moodle sono disponibili le Videoregistrazioni delle lezioni svolte in anni accademici precedenti ed il materiale didattico, suddiviso per argomento.

The course consists of 48 hours of blackboard lectures. Slides or projected teaching material are not used. About 3/4 of the classes are expository, while the remaining  time will be dedicated to exercises and problem-solving.

WARNING: please refer to the moodle web site, easilly accessible clicking on "access to moodle" at the bottom of this page.

 

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Le capacita' di esporre in modo chiaro ed esaustivo gli argomenti di Meccanica Quantistica avanzata, svolti durante le lezioni, vengono valutate con un esame orale. La prova consiste essenzialmente in un colloquio sugli argomenti svolti durante il corso durante il quale si dovrà esporre alla lavagna, in modo esaustivo ma sintetico, argomenti trattati nel corso, incluse alcune dimostrazioni. La capacità di problem-solving sarà testata con la richiesta di risolvere un esercizio, o illustrare una applicazione pratica, sugli argomenti di teoria svolti durante il corso.

La sessione d'esame di fine corso comprende due appelli nella sessione estiva (Giugno e Luglio). Seguirà un appello nella sessione di recupero di Settembre, e due appelli nella sessione invernale (Gennaio-Febbraio).

The ability to expose clearly and comprehensively the advanced topics covered during the lectures is tested through an oral exam. The test consists essentially in the presentation of some of the subjects taught during the course: the student will be invited to use the blackboard to illustrate the topics covered during the lectures, in an exhaustive but concise way.

The problem-solving abilities will be tested by requiring to solve one exercise or one practical application of the theory topics covered during the course.

There will be two exams in the summer session (June-July), one exam in the Fall session (September) and two exams in the winter session (January-February)

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Attività di supporto

La docente svolge durante le ore curricolari numerosi esercizi ed applicazioni in preparazione all'esame finale.

Many exercises will be solved during the classes, in preparation of the final exams.

Testi consigliati e bibliografia



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Libro
Titolo:  
Quantum Mechanics
Anno pubblicazione:  
1990
Editore:  
Wiley VCH
Autore:  
Cohen Tannoudji, Dui, Laloe
Capitoli:  
Volumi 1,2 e 3
Obbligatorio:  
No


Oggetto:
Libro
Titolo:  
Rudimenti di Meccanica Quantistica
Anno pubblicazione:  
1990
Editore:  
Levrotto e Bella
Autore:  
Cesare Rossetti
Obbligatorio:  
No
Oggetto:

Dispense del Prof. Sciuto, disponibili on line.

Testi fondamentali di Meccanica Quantistica, in particolare il Cohen e il Rossetti, sono disponibili in biblioteca.

Per eventuali approfondimenti sull'ambiente matematico della Meccanica Quantistica, lo spazio di Hilbert separabile, si possono consultare sul sito di Metodi Matematici per la Fisica II i cap. 4 e 5 degli appunti del Prof. Sciuto.

Lectures notes of Prof. Sciuto (available on line).

 



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Note

 Appelli straordinari possono essere concessi solo a studenti vicini alla laurea, in possesso di tutti i requisiti richiesti.

Out of session exams can be requested by graduating students only, provided they fullfill all the necessary requirements.

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Insegnamenti che mutuano questo insegnamento

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    Ultimo aggiornamento: 11/09/2023 10:16
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