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 del percorso Intraprendenti. 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

Slides; Dispense; Libro di testo;

E' possibile sostenere l’esame in anticipo rispetto all’acquisizione della frequenza

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria;

Exam: Written test; Compulsory oral exam;

... L‘accertamento finale comprende uno scritto e un orale obbligatorio. Lo scritto consiste di 2 parti: PARTE 1 «Elettromagnetismo Classico» – DURATA 60 min: 4 quesiti a risposta multipla (punteggio max 6) 1 domanda di teoria a risposta aperta (punteggio max 6,8) 1 problema simbolico e/o numerico (punteggio max 4) PARTE 2 «Fisica Moderna» – DURATA 60 min: 4 quesiti a risposta multipla (punteggio max 4) 1 domanda di teoria a risposta aperta (punteggio max 5) 1 problema simbolico e/o numerico (punteggio max 2,2) Punteggio massimo conseguibile nello scritto: 28/30 Il tempo complessivamente assegnato per la prova è di 2h Per superare lo scritto occorre ottenere un punteggio almeno pari a 10,8 /30 per la PARTE 1 e almeno pari a 7,2 /30 per la PARTE 2 All’esame scritto gli studenti possono avvalersi solo dell’ausilio di una calcolatrice L'orale ha una durata di 20-30 min e riguarda tutti gli argomenti trattati nelle lezioni Punteggio massimo conseguibile nell’ orale: 5 Il voto finale è la somma della valutazione di scritto e orale.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.