CORSO DI FISICA DELLA MATERIA CONDENSATA PER IL CDL MAGISTRALE IN FISICA
Programma in corso di svolgimento per l'AA 2018-2019
aggiornato con cadenza circa bisettimanale

Il corso si pone l'obiettivo di applicare i metodi della meccanica 
quantistica alla descrizione delle proprieta' fondamentali 
della materia solida.

Credito Formativo 8 

Docente : Paola Gallo 
gallop@fis.uniroma3.it 

Esercitatore : Antonio Iorio
antonio.iorio@uniroma3.it

PROGRAMMA  DETTAGLIATO  per argomenti e con riferimento ai capitoli 
ed ai paragrafi del libro GPP che trattano gli argomenti svolti a lezione
e, per alcune parti di programma, ad altri testi consigliati AM e KIT
o ad appunti e presentazioni del docente messi in rete. Le numerazioni
dei paragrafi del GPP si riferiscono all'ultima edizione.

TESTO DEL CORSO: 
(GPP) GROSSO, PASTORI PARRAVICINI; Solid State Physics.
ALTRI TESTI:
(AM)  ASHCROFT, MERMIN; Solid State Physics.
(KIT) KITTEL; Introduzione alla fisica dello stato solido.


PANORAMICA SULLA FISICA DELLA MATERIA CONDENSATA

(Si vedano in rete appunti e figure)

DESCRIZIONE GEOMETRICA DEI CRISTALLI

- Reticoli di Bravais in 2 e 3 dim. e reticoli con base
- Descrizione geometrica di strutture cristalline di cristalli di interesse
- Celle primitive di Wigner-Seitz
- Il reticolo reciproco
- Piani e direzioni del reticolo di Bravais
- Zone di Brillouin

(GPP cap. 2 par 2.1, 2.2 wurzite esclusa, 2.3, 2.4, 2.5 e figure in rete)

DETERMINAZIONE DI STRUTTURE CRISTALLINE DA DIFFRAZIONE DI RAGGI X

- Scattering elastico di particelle da cristalli
- Scattering elastico di raggi X : approssimazione di Thompson
- Condizione di diffrazione di von Laue e di Bragg e loro equivalenza
- Costruzione di Ewald e metodi di scattering

(GPP cap. 10 par. 10.1 (solo scattering elastico), 10.2 (esclusa la parte
di elettrodinamica eq.s 10.3-10.5a) e solo fino a 10.2.1 incluso
e figure in rete)

QUASICRISTALLI

(Si vedano in rete appunti, figure e lavoro del Nobel)

CLASSIFICAZIONE DEI SOLIDI CRISTALLINI E LEGAMI

- Introduzione
- Cristalli Molecolari, Potenziale Lennard Jones ed Energia di coesione
- Cristalli Ionici, Energia di Madelung e costante di Madelung
- Cristalli covalenti, metalli e solidi a legame idrogeno

(KIT cap 3 fino al legame idrogeno compreso ed escludendo
il calcolo dell'interazione di van der Waals (appunti in rete)
e figure in rete.)

APPROSSIMAZIONE ADIABATICA DI BORN-OPPENHEIMER

- Sistemi elettronici e nucleari ed energia potenziale adiabatica
- Dinamica nucleare in approssimazione armonica

(GPP Cap.8 par.8.1 e 8.2.1)


DINAMICA RETICOLARE DI CRISTALLI
- Catena lineare monoatomica 
- Catena lineare monoatomica con interazioni a primi vicini
- Catena lineare biatomica con interazioni a primi vicini
- Proprieta' vibrazionali di un solido tridimensionale
- Matrice dinamica in tre dimensioni e frequenze fononiche
- Esempi illustrativi di branche fononiche 
- Teoria quantistica del cristallo armonico per la catena monoatomica 
- Energia totale quantistica in 3 dimensioni e statistica di Bose-Einstein
- Calore specifico reticolare
- Andamento classico ad alta T (Dulong Petit)
- Modello di Einstein
- Modello di Debye

(GPP Cap.9 par. 9.1, 9.2, 9.3, 9.4 e 9.5 e figure in rete)

SCATTERING ANELASICO DI PARTICELLE DA CRISTALLI

- Scattering anelastico di particelle e fotoni
- Scattering di neutroni

(GPP Cap.10 par. 10.4, 10.5, 10.6.1 solo fino alla definizione del 
Debye-Waller factor e poi discussione qualitativa
delle formule 10.60 e 10.61. Si vedano anche nella sezione
materiale gli spettri pubblicati
negli articoli dei premi nobel (tre articoli).)