Obiettivi formativi
Introdurre lo studente ai fenomeni che hanno messo in crisi la fisica classica e fornirgli gli strumenti per risolvere problemi della fisica contemporanea.
Prerequisiti
Conoscenza dei contenuti dei corsi di fisica e matematica dei primi tre semestri.
Contenuti dell'insegnamento
La crisi della fisica classica e una introduzione alla fisica moderna. La teoria della relatività ristretta e formulazione covariante dell'elettromagnetismo. Descrizione di modelli che introducono alla meccanica quantistica
Programma esteso
La teoria della relatività speciale: trasformazioni di Galilei, trasformazioni di Lorentz, scalari, quadrivettori e tensori. Cinemica relativistica; Quadrivettore energia-impulso. Quadrivettore forza. Lagrangiana ed equazioni del moto per una particella carica in un campo elettromagnetico. Tensore del campo elettromagnetico. Forma covariante delle equazioni di Maxwell. Trasformazioni di Lorentz per il campo elettromagnetico. Invarianti del campo elettromagnetico. Azione per il campo elettromagnetico. Invarianza di gauge e conseravzione della quadri-corrente. Elettrodinamica: potenziali ritardati, potenziali di Lienard-Wiechert.
Fenomeni che mostrano l'inadeguatezza della fisica classica per la loro descrizione e conseguente formulazione di nuovi modelli che portano alla nascita della meccanica quantistica: dualismo onda-particella, effetto fotoelettrico, radiazione del corpo nero, effetto Compton;calore specifico dei solidi, linee spettrali; Modelli dell'atomo: di Rutherford, modello di Bohr, onde di de Broglie.
Bibliografia
Gasperini M., Manuale di Relatività ristretta, Springer
Jackson J.D., Classical Electrodynamics, Wiley – (Zanichelli ed. italiana)
Paul A. Tipler, Gene Mosca, Fisica moderna - Zanichelli ed. ,
C.M. Becchi, M. D'Elia, Introduction to the basic concepts of modern physics, Springer
Metodi didattici
Lezioni frontali, esercitazioni
Modalità verifica apprendimento
verifiche scritte intermedie; esame finale scritto e orale
Altre informazioni
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