Structure of matter 1

A.Y. 2015/2016
9
Max ECTS
80
Overall hours
SSD
FIS/03
Language
Italian
Learning objectives
1. Cogliere gli elementi di base di interazione radiazione-materia nell'approssimazione di dipolo elettrico (regole di selezione per transizioni atomiche). Distinguere e comprendere esperimenti di emissione e assorbimento.
2. Conoscere e comprendere la spettroscopia dell'atomo d'idrogeno e degli ioni a 1 elettrone: serie di righe, effetti relativistici, dipendenza dalla carica nucleare Z, momento angolare atomico, interazione con un campo magnetico statico. Acquisire l'ordine di grandezza delle scale di tempi ed energie associate.
3. Acquisire elementi di base di spettroscopia degli atomi ed ioni a molti elettroni. Chiarire la natura delle transizioni di core, ed ottiche degli atomi alcalini, e sapere valutare gli ordini di grandezza delle energie associate. Apprezzare le difficolta` associate alle shell atomiche incomplete e saper valutare alcune proprieta` di base dello stato fondamentale atomico.
4. Chiarire la separazione adiabatica tra moto dei nuclei e moto elettronico.
5. Comprendere le diverse origini del legame molecolare.
6. Distinguere e interpretare gli spettri di molecole diatomiche.
7. Comprendere il significato microscopico di temperatura (ensemble canonico). Sapere interpretare in questi termini la statistica boltzmanniana di semplici sistemi ideali (molecole diatomiche, sistemi di spin).
8. Comprendere il modello a fermioni non interagenti per gli elettroni nella materia: principio di Pauli, significato dell'energia di Fermi, fenomenologia degli elettroni nei metalli (calore specifico e suscettivita` magnetica).
9. Saper interpretare gli spettri di radiazione emessi da corpi caldi in termini della statistica dei fotoni. Discutere gli esperimenti di spettroscopia in termini di relazione tra emissione spontanea/stimolata ed assorbimento.
10. Conoscere alcune tipiche strutture di materiali solidi cristallini, comprendere i principi di base che guidano la loro realizzazione in diversi materiali.
11. Comprendere il concetto di bande elettroniche nei solidi cristallini, la loro rilevanza per le proprieta` di trasporto e spettroscopiche di metalli e semiconduttori.
12. Comprendere la natura delle vibrazioni dei solidi, e la loro rilevanza per le proprieta` termiche dei materiali.
Expected learning outcomes
Undefined
Course syllabus and organization

CORSO A

Responsible
Lesson period
Second semester
Course syllabus
The target of this course is to introduce the basic phenomenology and conceptual tools of atomic, molecular and condensed-matter systems.

1-Atomic Physics
One-electron atom - Many-electrons atoms
2-Elements of Molecular Physics
The adiabatic approximation - Chemical bonding - Molecular spectra
3-Elements of Statistical mechanics
Equilibrium ensembles - Ideal systems(Distinguishable particles, Fermi particles, Bose particles) - Interaction radiation-matter
4-Elements of Solid-State Physics
Structure of solids
Electrons in Solids (Metals, Semiconductors, Spectra of electrons)
Lattice dynamics and thermodynamics
FIS/03 - PHYSICS OF MATTER - University credits: 9
Practicals: 40 hours
Lessons: 40 hours
Professor: Onida Giovanni

CORSO B

Responsible
Lesson period
First semester
Course syllabus
The target of this course is to introduce the basic phenomenology and conceptual tools of atomic, molecular and condensed-matter systems.

1-Atomic Physics
One-electron atom - Many-electrons atoms
2-Elements of Molecular Physics
The adiabatic approximation - Chemical bonding - Molecular spectra
3-Elements of Statistical mechanics
Equilibrium ensembles - Ideal systems(Distinguishable particles, Fermi particles, Bose particles) - Interaction radiation-matter
4-Elements of Solid-State Physics
Structure of solids
Electrons in Solids (Metals, Semiconductors, Spectra of electrons)
Lattice dynamics and thermodynamics
FIS/03 - PHYSICS OF MATTER - University credits: 9
Practicals: 40 hours
Lessons: 40 hours
Professor: Manini Nicola
Professor(s)
Reception:
Tuesdays 2pm - 5pm
office, via Celoria 16, room A/T/C11
Reception:
Wednesday afternoon, better by e-mail appointment
Via Celoria 16, LITA Building, ground floor (Latitude 45.47606 N Longitude 9.23026 E)