meccanica quantistica x docenti - Dipartimento di ... · ma Un corpo nero… In equilibrio con la...
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Giovanni Organtini Meccanica quantistica
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Giovanni OrgantiniMeccanica quantistica
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rsità
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Il corpo nero
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Un corpo caldo…
Tutti i corpi caldi emettono “luce” non è vero il viceversa
Perché?
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Un corpo nero…In equilibrio con la radiazione da lui stesso emessa
Se l’energia è trasportata da un’onda I suoi costituenti oscillano con frequenza ν Ampiezza qualunque
Se l’energia è trasportata da quanti di energia hν I suoi costituenti oscillano con frequenza ν che dipende dall’energia del quanto Posso emettere 0 oppure 1 quanto, non 0.2 quanti
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L’effetto fotoelettrico
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Natura della luce: onde
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Onde ed energia
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Effetto fotoelettrico con i quanti
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Applicazioni
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La misura e il Principio di Heisenberg“Esiste” solo ciò che si misura
Misura della posizione di un elettrone in un atomo
Misura dell’energia di un elettrone in un atomo
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�x�p � ~
�x
�t
�p = v�p = 2�E � ~�t
�E�t � ~2
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Onde di materia
Diffrazione di neutroni
Microscopi elettronici
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⌫ =c
�=
p
h
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Atomi classici
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Atomi quantistici
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Modelli a confronto
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Modelli a confronto
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Modelli a confronto
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(~x) = ↵ 1(~x) + � 2(~x)
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Onde elettroniche
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Onda stazionaria
(x, t) =X
n
An sin
✓2⇡nx
�
+ �n
◆
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Onde stazionarie
Momento angolare e quantità di moto quantizzati ⇛ energie quantizzate
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2⇡r = n� = nh
p
pr = mvr = L = nh
2⇡= n~
E = �k2e4m
2~2n2
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Spettri atomici
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Quantizzazione del momento angolare
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L = n~
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Lo spin: Stern-Gerlach
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http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9e/Quantum_spin_and_the_Stern-Gerlach_experiment.ogv
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Lo spin: Stern-Gerlach
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La somma dei momenti angolari
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J = L+ S
L = 1 ;S =1
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+ = J = L+ S =3
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+ = J = L� S =1
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Lo stato degli elettroniIl principio di esclusione classico
due punti materiali non possono stare nello stesso stato nel medesimo istante
Il Principio di esclusione di Pauli
due elettroni non possono stare nello stesso stato nel medesimo istante
Stato =
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|E,L, Lzi����E,
3
2,+
1
2
�6=
����E,3
2,�3
2
�
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La chimica
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L n� 1
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Cristalli
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Cristalli
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Cristalli
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Cristalli
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Cristalli
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Trasporto e guida degli elettroni
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Trasporto e guida degli elettroni
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Come distinguere la corrente fotoelettrica?
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Cristalli N
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Cristalli P
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Il diodo
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Il diodo come una valvola
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Il diodo
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Il diodo
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Il FOTOdiodo
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IL TRANSISTOR
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p n p
EmettitoreBase
Collettore
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p n p
il transistor
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il transistor
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Il transistor come coppia di valvole
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Il transistor come coppia di valvole
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Il transistor come coppia di valvole
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Il transistor come amplificatore
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Emettitore Collettore
Base
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un transistor sui generis
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Emettitore
Collettore
Base
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un transistor sui generis
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un transistor sui generis
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un transistor sui generis
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un transistor sui generis
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RisorseFisicast: www.fisicast.it
Animazioni: http://QuantumMadeSimple.com
Fisica Sperimentale: http://www.roma1.infn.it/people/organtini/publications/
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