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assignment Nível: Introdutório
label Física
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Sobre o conteúdo

In questo corso imparerete i Principi che stanno alla base della Fisica del XX secolo, cioè della Relatività e la Meccanica Quantistica, e come sia cambiata la nostra visione del mondo.

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Programa de estudos

1.      Settimana: Il punto della situazione

1.1.   Il XX secolo: nascono due nuove teorie fisiche.

         Il punto della situazione.

         La scienza agli inizi del ‘900.

1.2.   Alcune cose non tornano

         La velocità della luce.

         Magneti e correnti elettriche.

1.3.   Il problema delle asimmetrie nei fenomeni elettro-magnetici

         Altre cose che non tornano.

         Le soluzioni a questi problemi.

         Elettromagnetismo e luce.

-  Lezioni e Homework disponibili dal 10.3

2.      Settimana: La teoria della Relatività Speciale

2.1.   A. Einstein 30.6.1905.

         Trasformazioni di coordinate.

         Sistemi di riferimento.

         SdR inerziali.

         La relatività di Galileo.

2.2.   Relatività Speciale 2

         I principi della RS.

         Lo spazio tempo di Minkowski.

         Le trasformazioni di Lorentz.

         Come cambia il mondo.

2.3.   Relatività Speciale 3

         Contrazione delle lunghezze.

         Dilatazione dei tempi.

         Il mistero dei mesoni mu.

- Lezioni e Homework disponibili dal 17.3

3.      Settimana: E=mc^2 e la Relatività Generale

3.1.   E=mc^2.

3.2.   Un problema difficile: la gravità

         Massa inerziale e Massa gravitazionale.

         L’ascensore di Einstein.

         Il principio di equivalenza.

         Lo spazio-tempo curvo.

3.3.   Lo spazio-tempo è curvato dalle masse

         Le equazioni di Einstein.

         La metrica.

         Le conseguenze su tempi e lunghezze.

         Effetti misurabili e quotidiani.

Lezioni e Homework disponibili dal 24.3

4.      Settimana: Gli inizi della meccanica quantistica.

4.1.   Fatti che non tornano, o che non si spiegano.

         Spettri di emissione e di assorbimento.

4.2.   M. Planck e A. Einstein

        19.10.1900: nasce la MQ – Planck.

         Lo spettro del corpo nero.

         La radiazione è scambiata per quanti indivisibili.

         17.3.1905 – Einstein – L’effetto fotoelettrico.

         1912 - N. Bohr – Le orbite atomiche sono quantizzate.

4.3.   L. de Broglie - le particelle sono anche onde.

        1924 -  de Broglie: la lunghezza d’onda associata ad ogni particella.

        Onde.

        Effetti strani delle onde.

        Diffrazione e interferenza.

        de Broglie spiega la quantizzazione delle orbite atomiche.

- Lezioni e Homework disponibili dal 31.3

5.      Settimana: La MQ, passi successivi nella costruzione della teoria.

5.1.   La funzione d’onda, com’è.

         Perché spesso non si vedono gli effetti quantistici.

         Schrödinger e Heisenberg, gli ultimi tasselli della teoria, per il momento.

5.2.   La funzione d’onda, come funziona.

         Funzione d’onda e la probabilità.

         L’ampiezza di probabilità.

         L’equazione di Schrödinger.

5.3.   Il Principio di Indeterminazione – Le due fenditure

         1927: Heisenberg.

         Qualche calcolo.

         Un esperimento tipicamente quantistico: le due fenditure.

         Proiettili – Onde – Elettroni.

- Lezioni e Homework disponibili dal 7.4

6.      Settimana: L’esperimento con le due fenditure

6.1.   L’interferenza di un elettrone con se stesso.

         Heisenberg e le due fenditure: non posso sapere da dove è passato l’elettrone.

6.2.   La funzione d’onda e la misura - L’effetto tunnel

         Come “funziona” la f.d.o.?

         L’effetto tunnel.

6.3.   La sovrapposizione delle soluzioni

         Il gatto di Schrödinger.

Lezioni e Homework disponibili dal 14.4

7.      Settimana: Einstein, Podolski e Rosen mettono in crisi la MQ

7.1.   25.3.1935 - La meccanica quantistica è completa?

         La polarizzazione della luce.

         Il polarizzatore.

         Il polarizzatore se ho un solo fotone.

7.2.   Autovalori e autostati.

         La funzione d’onda di due stati sovrapposti.

7.3.   Misure ideali con due fotoni

         Stati entangled (interlacciati).

         Realismo e località.

         L’argomento EPR.

         Le necessarie conclusioni: La MQ è incompleta.

 Lezioni e Homework disponibili dal 21.4

8.      Settimana: J. Bell

8.1.   1964 – J. Bell propone un esperimento per verificare la località della realtà.

         Le previsioni di Bell.

8.2.   La realtà non è locale

        1982 – A. Aspect fa l’esperimento

         La realtà non è locale.

         La MQ è completa.

         Cosa ci si può fare con dei fotoni interlacciati.

8.3.   Un piccolo riassunto di quello che abbiamo fatto.

         La visione del mondo.

         Il modello standard.

         La cosmologia.

- Lezioni e Homework disponibili dal 28.4

Prova Finale disponibile dal 5.5

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Instrutores

  • Carlo Cosmelli - Physics Department
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Criador do conteúdo

Sapienza University of Rome
Sapienza University of Rome, founded in 1303 by Pope Boniface VIII, is the oldest University in Rome and the largest in Europe. Since its founding over 700 years ago, Sapienza has played an important role in Italian history and has been directly involved in key changes and developments in society, economics and politics. It has contributed to the development of Italian and European science and culture in all areas of knowledge. The main campus, designed by Marcello Piacentini, was opened in 1935. It is situated close to the city centre, and is the largest in Europe - a real city within a city where teaching activities are integrated with libraries and museums as well as comprehensive student services. Faculties and Departments also carry out their activities in decentralized locations in different parts of the city. There are two other university campuses elsewhere in Lazio. Sapienza offers a vast array of courses including degree programmes, PhD courses, one to two year professional courses, and Specialization Schools in many disciplines, run by 63 Departments and 11 Faculties.
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