Questo insegnamento, collocato nel I semestre del secondo anno, intende fornire le basi teoriche da utilizzare nei corsi di fisica e ingegneria per gli studenti del CdS in Ingegneria Fisica e ddel percorso Talenti. E' quindi un corso centrale per la futura formazione dell'ingegnere. Il corso è suddiviso in due parti: nella prima (Modulo Elettromagnetismo Classico) sono trattati argomenti fondamentali quali l'elettromagnetismo classico e le equazioni di Maxwell, l'ottica fisica e ondulatoria. Nella seconda parte (Modulo di Fisica Moderna) verrà affrontato il tema della crisi della fisica classica e della transizione alle basi della fisica moderna, con particolare riguardo alla fisica quantistica ed alle sue implicazioni metodologiche e pratiche.

- Conoscenza della magnetostatica. - Capacità di applicare la magnetostatica a problemi semplici. - Conoscenza dei principi base dei campi elettrici e magnetici dipendenti dal tempo. - Conoscenza delle equazioni di Maxwell. - Capacità di applicare le equazioni di Maxwell per risolvere problemi elettromagnetici elementari. - Conoscenza dell'ottica ondulatoria come conseguenza delle equazioni di Maxwell. - Conoscenza delle leggi dell'ottica ondulatoria e delle proprietà delle onde elettromagnetiche. - Capacità di applicare le leggi dell'ottica ondulatoria e geometrica in problemi base e in strumenti ottici semplici. - Conoscenza preliminare delle leggi e dei principi della meccanica quantistica. - Capacità di risolvere problemi elementari di meccanica quantistica. - Conoscenza delle statistiche quantistiche. - Capacità di usare le statistiche quantistiche nella descrizione delle proprietà della materia condensata.

- Fisica di base (meccanica, termodinamica) - Matematica di base e geometria

- Richiami di elettrostatica: forza elettrica, campo e potenziale elettrico; campi magnetostatici e loro generazione; corrente elettrica e legge di Ohm; forze magnetiche su correnti elettriche; leggi di Ampere-Laplace e Biot-Savart; polarizzazione elettrica della materia; campo magnetico nella materia (diamagnetismo, paramagnetismo e ferromagnetismo); campi elettrici e magnetici dipendenti dal tempo; induzione elettromagnetica ( 3,5 CFU) - Equazioni di Maxwell e propagazione di campi elettromagnetici; ottica geometrica ed ondulatoria (interferenza e diffrazione) (2,5 CFU) - Inadeguatezza della fisica classica (descrizione di alcuni esperimenti cruciali e loro interpretazione, necessità di formulazione di una nuova teoria fisica); equazione e rappresentazione di Schrodinger; proprietà degli operatori quantistici un rappresentazione di Schrodinger; autofunzioni e autovalori di un operatore quantistico; misura di una grandezza fisica; principio di indeterminazione (2,0 CFU) - Analisi di problemi quantistici unidimensionali; cenni all'atomo e alla molecola di idrogeno; equazione di Schrodinger per una schiera infinita di buche di potenziale; elementi di meccanica statistica applicata a sistemi quantistici (l'oscillatore armonico); il gas di fotoni e di fononi (distribuzione di Bose-Einstein); la soluzione del problema del corpo nero; calore specifico dei solidi (modello di Einstein); il gas di elettroni (distribuzione di Fermi-Dirac) (2 CFU)

Le esercitazioni in aula riguardano la risoluzione di semplici problemi, con applicazioni di quanto trattato nelle lezioni. Può essere richiesto in taluni casi l'uso di calcolatrici scientifiche (personali, di ciascuno studente).

Modulo Elettromagnetismo Classico: - "Fisica II: Elettromagnetismo - Ottica" Corrado Mencuccini, Vittorio Silvestrini - Editore Zanichelli - "Elementi di FISICA Elettromagnetismo e onde" P. MAZZOLDI, M. NIGRO e C. VOCI -II Edizione (ED. EDISES) - Dispense a cura dei docenti del corso Modulo Introduzione alla Meccanica Quantistica e alla Struttura della Materia: - Dispense a cura dei docenti del corso

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria;

Nel caso di esame on line la verifica finale si articola su una prova orale. Gli studenti devono discutere due argomenti di carattere generale inclusi esercizi attinenti al programma svolto. Non è consentito l’uso di supporti didattici di alcun tipo. Il voto sarà una media ponderata dell’esito dei due argomenti trattati.

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria;

Nel caso di esame misto da remoto e in presenza la verifica finale si articola su una prova orale. Gli studenti devono discutere due argomenti di carattere generale inclusi esercizi attinenti al programma svolto. Non è consentito l’uso di supporti didattici di alcun tipo. Il voto sarà una media ponderata dell’esito dei due argomenti trattati.