Ateneo - UPO

Crisi della fisica classica. Basi concettuali della meccanica quantistica. Definizione di stato quantistico, definizione degli operatori e delle osservabili. Formulazione dei sistemi quantistici elementari, risoluzione dei problemi. Evoluzione degli stati quantistici, metodi perturbativi. Applicazioni ai sistemi atomici e nucleari.

D. Griffiths - D.F. Schroeter: Introduzione alla meccanica quantisticaCasa Editrice Ambrosiana- Zanichelli (2023)

Fornire conoscenze riguardanti i principi fondamentali della meccanica quantistica, i principali risultati, gli aspetti rilevanti per la fisica atomica e la fisica nucleare e subnucleare, da un punto di vista storico, matematico fisico e applicativo.

Conoscenza della meccanica classica, della matematica dei corsi di base e dei metodi matematici per la fisica.

Lezioni frontali usando la lavagna con integrazione di esercizi e simulazioni numeriche che prevedono la partecipazione attiva degli studenti e delle studentesse.

Le studentesse e gli studenti con disabilità o con Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA) o con Bisogni Educativi Speciali (BES) possono richiedere servizi e strumenti specifici a loro dedicati rivolgendosi allo Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti e consultando la pagina dedicata del sito di Ateneo: https://uniupo.it/it/servizi/servizi-studentidisabili- e-dsa Le studentesse e gli studenti con disabilità, DSA, BES, una volta preso contatto con lo Staff di Ateneo, possono contattare il docente titolare dell'insegnamento in relazione alla declinazione delle modalità di esame, in merito agli aspetti didattici.

L'esame consiste in una prova orale durante la quale verranno poste di norma tre domande su argomenti svolti a lezione con la richiesta di impostare la discussione sia dal punto di vista fisico che da quello matematico. Al termine della prova orale viene assegnata la valutazione finale dell'esame, in trentesimi. Per superare la prova la studentessa o lo studente dovrà dimostrare di conoscere ed aver compreso i concetti di base e la loro applicazione alla risoluzione di problemi. La sufficienza viene raggiunta se si risponde in modo ritenuto soddisfacente ad almeno due domande. La lode viene attribuita nel caso le risposte a tutte le domande poste siano complete ed esaustive.

La crisi della Fisica Classica e la natura ondulatoria e corpuscolare di materia e radiazione.La funzione d'onda e l'equazione di Schrödinger.Onde piane e pacchetti d'onda.Spazio delle coordinate e spazio degli impulsi.Osservabili fisiche ed operatori quantistici: regole di commutazione, equazioni agli autovalori.Teoria della misura in MQ, misura contemporanea di più osservabili, principio di indeterminazione.Autovalori e autofunzioni degli operatori impulso, L_z e L^2.Stati di un sistema quantistico, stati stazionari ed evoluzione temporale.Problemi unidimensionali: gradino di potenziale, barriera di potenziale, buca di potenziale e stati legati.Oscillatore armonico lineare.Problemi centrali.Gli atomi idrogenoidi: autovalori e autofunzioni della Hamiltoniana.Stati ed operatori di Heisenberg, equazione del moto per gli operatori.Simmetrie e leggi di conservazione in Meccanica Quantistica.Lo spin. Regole di composizione di momenti angolari: caso di due spin 1/2.Teoria delle perturbazioni indipendenti dal tempo: stati stazionari con livelli discreti di energia, non degeneri e degeneri.

Conoscenza e comprensione: Studio delle basi teoriche e matematiche della meccanica quantistica, delle sue applicazioni e dei suoi risultati. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Piena capacità di utilizzare le tecniche di calcolo della meccanica quantistica per formulare i problemi fisici dove il regime quantistico è essenziale (ad esempio fisica delle particelle, computazione quantistica).  Abilità comunicative: Essere capaci di fornire in modo sia orale che scritto i dettagli del calcolo e dei risultati dell’applicazione dei metodi quantistici. Capacità di apprendimento: Acquisizione di una buona padronanza delle basi concettuali e formali della meccanica quantistica, in modo da poter espandere le proprie conoscenze nel proseguimento degli studi.