Riassunto esame Fisica Moderna, prof. Villa

Riassunto per l'esame di Fisica moderna del professor Villa. Vengono trattati argomenti circa gli elementi di Meccanica Relativistica a partire dai limiti della meccanica classica, la velocità limite, gli esperimenti fondamentali in relatività (spazio, tempo e sistemi di riferimento) la simultaneità. La Dilatazione del tempo e la Contrazione delle lunghezze, le trasformazioni di Lorentz. Cenni di relatività generale e concetti di relatività in uso quotidiano.
Il passaggio alla Meccanica Quantistica con i successi delle teorie classiche, gli elementi di crisi (corpo nero, effetto fotoelettrico. onde elm come particelle e particelle come onde). Interferenza e diffrazione di fotoni e di elettroni, il dualismo onda-corpuscolo, i concetti base della meccanica quantistica: interpretazione probabilistica, equazione delle onde elettromagnetiche ed equazione di Schroedinger, funzione d'onda e stato quantistico, principio di indeterminazione. Principio di corrispondenza. Stati liberi e stati legati: pacchetti d'onda e analisi di Fourier. Equazione di Schroedinger con potenziale, studio di alcuni casi unidimensionali. Buche e barriere di potenziale. Effetto tunnel. Livelli di fermi, conduttori, semiconduttori ed isolanti. L'equazione di Schroedinger in tre dimensioni. L'atomo di Idrogeno: livelli e numeri quantici. Radiazione elettromagnetica. Spettri di emissione e di assorbimento. Principio di funzionamento del laser. Lo spin; esperienze di Stern e Gerlach. Cenni sulle interazioni fondamentali. Cenni di Fisica nucleare: struttura e sistematica dei nuclei, radioattività, fissione e fusione nucleare. L'energia nucleare solare.; paradosso dei gemelli. Contrazione delle lunghezze. Trasformazioni di Lorentz. Energia. Forza, accelerazione e massa. Equivalenza massa-energia. Cenni di relatività generale. Concetti di relatività in uso quotidiano.