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Introduzione alla Relatività e alla Meccanica Quantistica

Laurea Magistrale in Matematica, I semestre

30 Settembre - 21 Dicembre 2019


PROGRAMMA


Relativita' ristretta
 1 Esperimento di Michelson-Morley.
 2 Trasformazioni di Lorentz.
 3 Conseguenze cinematiche.
 4 Composizione delle velocita' in Relativita' ristretta.
 5 Formulazione covariante.
 6 Spazio-tempo di Minkovsky.
 7 Gruppo di Lorentz.
 8 Dinamica relativistica.

Meccanica Quantistica
 1 Formulazione hamiltoniana delle Meccanica Classica.
   Parentesi di Poisson. Equazioni di Hamilton-Jacobi.
 2 Ottica geometrica.
 3 Crisi fisica classica. Corpo nero. Atomo di Rutherford.
   Effetto fotoelettrico. Effetto Compton.
 4 Meccanica Ondulatoria. Esperimento delle due fenditure.
 5 Spazi vettoriali. Autovalori e autovettori. Operatori hermitiani.
 6 Principio di sovrapposizione. Postulato sugli osservabili e sugli
    autovettori. Riduzione del vettore di stato. Osservabili
    compatibili. Osservazione massima. Rappresentazioni.
 7 Equazione di Schroedinger. Equazione di continuita'. Postulato
   dell'impulso. Principio di indeterminazione. Soluzioni stazionarie. 
   Evoluzione temporale e rappresentazioni di Schroedinger e
   Heisenberg. Principio di indeterminazione tempo-energia.
 8 Proprieta' dell'equazione di Schroedinger. Postulato
   dell'hamiltoniana. 
 9 Problemi ad una dimensione. Gradino, barriera, buca infinita, buca
   finita.  
10 Momenti angolari in MQ. Definizione dell'operatore momento angolare
    e proprieta' di commutzione delle sue componenti. Ricerca di
    autovalori e autostati e loro quantizzazione. Momento angolare
    orbitale, armoniche sferiche. Spin 1/2 e suoi autostati, matrici
    di Pauli. Somma di momenti angolari. Coefficienti di Clebsh
    Gordan. 
11 Moto in un potenziale centrale. Separazione delle variabili radiale
     e angolari. Equazione differenziale generale per la variabile
     radiale. Buca quadrata a pareti infinite. Buca quadrata
     finita. Potenziale Coulombiano e atomo di idrogeno. 
12 Particelle identiche (dal Cohen-Tanouji)



Testi consigliati 

Per la Relativita' ristretta:
M. Gasperini, Manuale di Relativita' Ristretta, Springer (2010).

Per la Meccanica Quantistica: 
G. Nardulli, Meccanica Quantistica I, Principi, Franco Angeli (2013).
Approfondimenti, sopratutto atomo di idrogeno e particelle identiche:
C. Cohen-Tannoudji, B. Diu, F. Laloe, Quantum Mechanics, Wiley (1977).




DOMANDE

L'esame è scritto e le modalità sono chiarite, e concordate, con gli studenti.

    data   ora
10/11/2020 15:00 
15/12/2020 15:00 
12/01/2021 15:00
09/02/2021 15:00
09/03/2021 15:00
13/04/2021 15:00
11/05/2021 15:00
15/06/2021 09:00
06/07/2021 09:00
27/07/2021 09:00
07/09/2021 15:00
12/10/2021 15:00
16/11/2021 15:00
14/12/2021 15:00

Qui sotto si possono trovare le NOTE che il docente presenterà durante le lezioni.
Queste non sono state rigorosamente controllate e sistematizzate, sono quindi da intendersi come una guida alle lezioni. La preparazione all'esame richiede lo studio dei testi consigliati.

1. Introduzione
2. Etere
3. Formulazione Covariante
4. Dinamica Relativistica
5. Meccanica Analitica Classica
6. Ottica geometrica
7. Crisi della fisica classica
8. Atomo nucleare
9. Meccanica ondulatoria
10. Postulati della Meccanica Quantistica
11. Equazione di Schroedinger
12. Problemi ad una dimensione
13. Momenti angolari in Meccnica Quantistica
14. Moto in un potenziale centrale
15. Particelle identiche