FISICA DELLO STATO SOLIDO
andrea.gasparotto@unipd.it
libro: PROPRIETÀ FISICHE DELLA MATERIA Andrea Catro
libreria universitaria.it
PROGRAMMA
1a PARTE: STRUTTURA DELLA MATERIA (FISICA QUANTISTICA)
→ PROPRIETÀ COSTITUENTI DELLA MATERIA
→ ATOMI, MOLEC., ELETTRONI, IONI
1o CAPITOLO: CRISI DELLA MECCANICA CLASSICA
- AVVENTO DELLA MECCANICA QUANTISTICA
- ESPERIMENTI SULL'INTERAZIONE TRA RADIAZIONI E MATERIA
- TEORIA DEI QUANTI
2o CAPITOLO: NATURA ONDULATORIA DELLA MATERIA
- ESPERIMENTI CON ელექტრონები
- IPOTESI DI DE BROGLIE
- → DUALISMO ONDA-PARTICELLA E COMPLEMENTARIETÀ
- → PRINCIPIO DI INDETERMINAZIONE DI HEISENBERG
3o CAPITOLO: MECCANICA QUANTISTICA
- FUNZION D'ONDA → PROBABILITÀ → EQ. DI SCHRÖDINGER
2a PARTE
1o CAPITOLO: PROPR. GENERALI DEI SOLIDI
- PROPRIETÀ DEGLI C: → CONDUZIONE ELETTRICA
- ELETTRONI LIBERI ↘ ELETTRONI IN UN POTENZ.
- → BANDE
2o CAPITOLO: SEMICONDUTTORI
- APPLICAZIONI
FISICA DELLO STATO SOLIDO
andrea.gasparotto@unipd.it
libro: PROPRIETA’ FISICHE DELLA MATERIA Andrea Castro
libreriauniversitaria.it
PROGRAMMA
1a PARTE: STRUTTURA DELLA MATERIA (FISICA QUANTISTICA)
- PROPRIETA’ COSTITUENTI DELLA MATERIA
- atomi, molecole, elettroni, ioni
1o CAPITOLO: CRISI DELLA MECCANICA CLASSICA
- AVVENTO DELLA MECCANICA QUANTISTICA
- ESPERIMENTI SULL'INTERAZIONE TRA RADIAZIONI E MATERIA
- TEORIA DEI QUANTI
2o CAPITOLO: NATURA ONDULATORIA DELLA MATERIA
- ESPERIMENTI CON e- IPOTESI DI DE BROGLIE
- DUALISMO ONDA-PARTICELLA E COMPLEMENTARIETA’
- PRINCIPIO DI INDETERMINAZIONE DI HEISENBERG
3o CAPITOLO: MECCANICA QUANTISTICA
- FUNZIONI D'ONDA = PROBABILITÀ = EQ. DI SCHRODINGER
2a PARTE
1o CAPITOLO: PROPR. GENERALI DEI SOLIDI
- PROPRIETA’ DEGLI e-:
- COND. ELETTRICA
- ELETTRONI LIBERI
- ELETTRONI IN UN POTENZ. -> BANDE
SEMI CONDUTTORI
APPLICAZIONI
PROPRIETÀ MAGNETICHE
- ONDE e.m. NEI SOLIDI
- PROPRIETÀ TERMICHE
Ripasso proprietà onde
ONDA = perturbazione che è in grado di propagare con una forma e una velocità definiti in modo preciso. Può essere un'onda continua o periodica. Le perturbazioni sono propagatori in un mezzo materiale.
Si possono avere vari tipi di perturbazioni: TEMPERATURA, PRESSIONE (onde sonore) e/o SPOSTAMENTO.
Non è necessario avere un mezzo, ma un meccanismo di propagazione come ad esempio la rotazione del campo magnetico che origina un campo elettrico variabile.
- ONDE LONGITUDINALI
- ONDE TRASVERSALI
- ONDE DI PRESSIONE
- ONDE ELETTROMAGNETICHE
ONDE PIANE
Una perturbazione che abbia la caratteristica di riempire tutto lo spazio e ha la stessa velocità in tutti i punti del piano ortogonale allo spostamento. Questi piani rappresentano il fronte d'onda
Qualsiasi forma la F possa assumere essa implica che il suo argomento sia:
- F(x - vt)
- F(x + vt)
La forma d'onda vettore inalterata f(x0 - vt0) = f(x - vt) = f(x0 - vt) x - x0 + c0 = -vt x(t) = x0 + v(t - t0)
Se ha un moto rettilineo uniforme che diventa traslatorio rigido lungo la direzione x, si ha un’onda trasversiva o progressiva
Onde Piane Armoniche
f(x,t) = {0 sin k(x - vt) {0 cos k(x + vt)
{0 sin(kx + wt) {0 cos(kx + wt)
w = kv Pulsazione k = 2π/λ N° d’onda
λ = 2π/k Lunghezza d’onda T = 2π/w Periodo
ν = 1/T Frequenza
f(x0, t) x
f(x0, t) T
f(x,t) = {0 sin(kx - wt)
λ = 2π/k 2π/w v = λ/T
λν = v
λ = σvT
w, T, ν k, λ, ω
S(x,t)
∂2S ∂t2 = v2 ∂2S ∂x2
v = √(T/ρℓ)
(Kx + ωt)
S1
S2(0,t) = α sin ωt
S2(x,t) = α sin (Kx - ωt)
S1(x,t) = Q sin (Kx + ωt)
S1(0,t) + S2(0,t) = 0
S1 = Q sin ωt
RIFLESSIONE ONDA in OPPOSIZIONE DI FASE
S(x,t) = S1 + S2 = α[sin (Kx + ωt) + sin (Kx - ωt)] = 2α sin Kx cos ωt = A(x) cos ωt
A(x) = 2α sin Kx
ONDA STAZIONARIA
A(x) = 2α sin (2πx/λ)
X = mλ/2 NODI
X = (2m + 1) λ/4 VENTRI
j è legat
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