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Complementi di struttura della materia

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Complements of Structure of Matter

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Anno accademico 2016/2017

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
Knowledge of elementary Quantum Mechanics and Structure of Matter
Propedeutico a
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Sommario insegnamento

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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'.



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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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Attività di supporto

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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

GiorniOreAula
Martedì14:00 - 16:00Sala Franzinetti Dipartimento di Fisica
Mercoledì16:00 - 18:00Aula Avogadro Dipartimento di Fisica
Venerdì9:00 - 11:00Aula Avogadro Dipartimento di Fisica

Lezioni: dal 12/01/2017 al 15/03/2017

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Note

Nessuna propedeuticità obbligatoria. Frequenza non obbligatoria, ma fortemente consigliata.



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Ultimo aggiornamento: 25/01/2017 15:23
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