Maria Rita PERRONE
Professore I Fascia (Ordinario/Straordinario)
Settore Scientifico Disciplinare FIS/03: FISICA DELLA MATERIA.
Dipartimento di Matematica e Fisica "Ennio De Giorgi"
Ex Collegio Fiorini - Via per Arnesano - LECCE (LE)
Ufficio, Piano terra
Telefono +39 0832 29 7481 +39 0832 29 7498
Dipartimento di Matematica e Fisica "Ennio De Giorgi"
Ex Collegio Fiorini - Via per Arnesano - LECCE (LE)
Ufficio, Piano terra
Telefono +39 0832 29 7481 +39 0832 29 7498
Curriculum Vitae
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Semestre 2°
Presentazione e obiettivi del corso
I principali argomenti trattati nel corso sono :
- Introduzione all’ atomo
Cenni storici su l’esistenza degli atomi, delle molecole e dell’ elettrone. Modelli dell’ atomo (Thomson, Rutherford, Bohr). Spettri atomici. Cenni sui raggi X. Processi atomici ed eccitazione dell’ atomo. L’ idea laser. Proprieta’ del fascio laser.
- Quantizzazione del momento angolare
Forze centrali. L’equazione di Schrodinger in coordinate sferiche. Moto di rotazione. Separazione di variabili. Momento angolare e numeri quantici. Concetto di parita’. Quantizzazione dell’energia. Osservabili in coordinate sferiche.
- L’ atomo ad un elettrone
L’ equazione di Schroedinger e relative soluzioni. Autovalori, numeri quantici e degenerazione. Distribuzioni di probabilita’. Regole di selezione per interazioni di dipolo elettrico.
- Spin ed interazioni magnetiche.
Momento magnetico orbitale. Effetto Zeeman normale. Esperimento di Stern-Gerlach. Proprieta’ dello spin dell’ elettrone. Il momento angolare totale. Interazione spin-orbita. Energia di interazione spin-orbita. Risultati dalla meccanica quantistica relativistica. L’ effetto Zeeman.
- Atomi complessi
Il modello del campo centrale. Particelle identiche. Il principio di esclusione e le forze di scambio. Cenni sulla teoria di Hartee e relativi risultati. Stati fondamentali di atomi a molti elettroni e tabella periodica degli elementi. Spettri a raggi X. Antisimmetria dell’elettrone. L’atomo di elio. Atomi alcalini. Accoppiamento del momento angolare. Aspetti spettroscopici dell’ accoppiamento LS.
- Molecole
La molecola H2+ ed H2. Legami ionici, covalenti ed interazioni di Van der Waals. Molecole poliatomiche. Moto vibrazionale e rotazionale. Spettri roto-vibrazionali. Effetto Raman.
- Solidi
Tipi di solidi. Teoria a bande nei solidi. Conduzione elettrica nei metalli. Il modello quantistico dell’ elettrone libero. Il moto degli elettroni in una struttura periodica. La massa effwettiva. Semiconduttori. Dispositivi a semiconduttore: il diodo a semiconduttore.
Testi consigliati:
J.J Brehm, W. Mullin, Introduction to the structure of matter: A Course in Modern Physics,
R. Eisberg, R. Resnik, Quantum Physics. Atoms, Molecules, Solids, Nuclei, and Particles, John Wiley&Sons.
Conoscenze e abilità da acquisire
Acquisizione della fenomenologia e dei modelli teorici della Fisica Classica e Moderna e, in
Capacità di identificare gli elementi essenziali di un assegnato fenomeno, i principi della
Prerequisiti
Conoscenza dei concetti fisici e matematici sviluppati nel primo biennio.
Docenti coinvolti nel modulo didattico
nessuno
Metodi didattici e modalità di esecuzione delle lezioni
Lezioni in aula e dimostrazione in laboratorio di alcuni esperimenti di spettroscopia atomica.
Materiale didattico
Fotocopie di materiale didattico e materiale audiovisivo disponibile in rete per meglio illustrare gli argomenti trattati nel libro di testo consigliato.
Modalità di valutazione degli studenti
Esame orale con domande inerenti gli argomenti sviluppati nell’ ambito del corso
Modalità di prenotazione dell’esame e date degli appelli
Gli studenti possono prenotarsi per l’esame finale esclusivamente utilizzando le modalità previste dal sistema VOL
Gli obiettivi del corso sono:
a) far acquisire le competenze scientifiche per capire il principio di funzionamento dei laser,
b) far conoscere i metodi sperimentali per caratterizzare le proprieta’ della radiazione laser,
c) far conoscere i tipi di sorgenti laser piu’ utilizzate
Bibliografia
O. Svelto, Priciples of Lasers, 4th Edition, Plenum Press, New York, 1998.
Conoscenze e abilità da acquisire
Acquisizione della fenomenologia e dei modelli teorici della Fisica Classica e Moderna e, in
Capacità di identificare gli elementi essenziali di un assegnato fenomeno, i principi della
Prerequisiti
Conoscenza dei principali concetti di fisica trattati nell’ ambito del corso triennale in Fisica
Docenti coinvolti nel modulo didattico
Metodi didattici e modalità di esecuzione delle lezioni
Lezioni in aula e dimostrazione in laboratorio di alcuni esperimenti di fisica che utilizzano radiazione laser
Materiale didattico
Fotocopie di materiale didattico per meglio illustrare gli argomenti trattati nel libro di testo consigliato
Modalità di valutazione degli studenti
Esame orale con domande inerenti gli argomenti sviluppati nell’ ambito del corso
Modalità di prenotazione dell’esame e date degli appelli
Gli studenti possono prenotarsi per l’esame finale esclusivamente utilizzando le modalità previste dal sistema VOL
Didattica
A.A. 2020/2021
FOTOFISICA E FISICA DEI LASER
Corso di laurea OTTICA E OPTOMETRIA
Tipo corso di studio Laurea
Lingua ITALIANO
Crediti 8.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 64.0
Anno accademico di erogazione 2020/2021
Per immatricolati nel 2018/2019
Anno di corso 3
Struttura DIPARTIMENTO DI MATEMATICA E FISICA "ENNIO DE GIORGI"
Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE
A.A. 2019/2020
FISICA DEI LASER
Corso di laurea FISICA
Tipo corso di studio Laurea Magistrale
Lingua ITALIANO
Crediti 7.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 49.0
Anno accademico di erogazione 2019/2020
Per immatricolati nel 2018/2019
Anno di corso 2
Struttura DIPARTIMENTO DI MATEMATICA E FISICA "ENNIO DE GIORGI"
Percorso NANOTECNOLOGIE, FISICA DELLA MATERIA E APPLICATA
Sede Lecce
FOTOFISICA E FISICA DEI LASER
Corso di laurea OTTICA E OPTOMETRIA
Tipo corso di studio Laurea
Lingua ITALIANO
Crediti 8.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 64.0
Anno accademico di erogazione 2019/2020
Per immatricolati nel 2017/2018
Anno di corso 3
Struttura DIPARTIMENTO DI MATEMATICA E FISICA "ENNIO DE GIORGI"
Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE
Sede Lecce
STRUTTURA DELLA MATERIA
Corso di laurea FISICA
Tipo corso di studio Laurea
Lingua ITALIANO
Crediti 8.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 64.0
Anno accademico di erogazione 2019/2020
Per immatricolati nel 2017/2018
Anno di corso 3
Struttura DIPARTIMENTO DI MATEMATICA E FISICA "ENNIO DE GIORGI"
Percorso PERCORSO COMUNE
Sede Lecce
A.A. 2018/2019
FISICA DEI LASER
Corso di laurea FISICA
Tipo corso di studio Laurea Magistrale
Lingua ITALIANO
Crediti 7.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 49.0
Anno accademico di erogazione 2018/2019
Per immatricolati nel 2017/2018
Anno di corso 2
Struttura DIPARTIMENTO DI MATEMATICA E FISICA "ENNIO DE GIORGI"
Percorso NANOTECNOLOGIE, FISICA DELLA MATERIA E APPLICATA
Sede Lecce
STRUTTURA DELLA MATERIA
Corso di laurea FISICA
Tipo corso di studio Laurea
Lingua ITALIANO
Crediti 8.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 64.0
Anno accademico di erogazione 2018/2019
Per immatricolati nel 2016/2017
Anno di corso 3
Struttura DIPARTIMENTO DI MATEMATICA E FISICA "ENNIO DE GIORGI"
Percorso PERCORSO COMUNE
Sede Lecce
FOTOFISICA E FISICA DEI LASER
Corso di laurea OTTICA E OPTOMETRIA
Settore Scientifico Disciplinare FIS/03
Tipo corso di studio Laurea
Crediti 8.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 64.0
Per immatricolati nel 2018/2019
Anno accademico di erogazione 2020/2021
Anno di corso 3
Semestre Secondo Semestre (dal 23/02/2021 al 29/05/2021)
Lingua ITALIANO
Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE (PDS0-2010)
FOTOFISICA E FISICA DEI LASER (FIS/03)
FISICA DEI LASER
Corso di laurea FISICA
Settore Scientifico Disciplinare FIS/03
Tipo corso di studio Laurea Magistrale
Crediti 7.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 49.0
Per immatricolati nel 2018/2019
Anno accademico di erogazione 2019/2020
Anno di corso 2
Semestre Primo Semestre (dal 14/10/2019 al 24/01/2020)
Lingua ITALIANO
Percorso NANOTECNOLOGIE, FISICA DELLA MATERIA E APPLICATA (A65)
Sede Lecce
FISICA DEI LASER (FIS/03)
FOTOFISICA E FISICA DEI LASER
Corso di laurea OTTICA E OPTOMETRIA
Settore Scientifico Disciplinare FIS/03
Tipo corso di studio Laurea
Crediti 8.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 64.0
Per immatricolati nel 2017/2018
Anno accademico di erogazione 2019/2020
Anno di corso 3
Semestre Secondo Semestre (dal 17/02/2020 al 29/05/2020)
Lingua ITALIANO
Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE (PDS0-2010)
Sede Lecce
FOTOFISICA E FISICA DEI LASER (FIS/03)
STRUTTURA DELLA MATERIA
Corso di laurea FISICA
Settore Scientifico Disciplinare FIS/03
Tipo corso di studio Laurea
Crediti 8.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 64.0
Per immatricolati nel 2017/2018
Anno accademico di erogazione 2019/2020
Anno di corso 3
Semestre Secondo Semestre (dal 17/02/2020 al 29/05/2020)
Lingua ITALIANO
Percorso PERCORSO COMUNE (999)
Sede Lecce
STRUTTURA DELLA MATERIA (FIS/03)
FISICA DEI LASER
Corso di laurea FISICA
Settore Scientifico Disciplinare FIS/03
Tipo corso di studio Laurea Magistrale
Crediti 7.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 49.0
Per immatricolati nel 2017/2018
Anno accademico di erogazione 2018/2019
Anno di corso 2
Semestre Primo Semestre (dal 15/10/2018 al 25/01/2019)
Lingua ITALIANO
Percorso NANOTECNOLOGIE, FISICA DELLA MATERIA E APPLICATA (A65)
Sede Lecce
Conoscenza dei concetti fisici e matematici sviluppati nei corsi della laurea triennale in Fisica.
I principali contenuti del corso sono relativi a:
- Processi di interazione radiazione-materia;
- Principi di funzionamento dei laser e proprietà del fascio laser;
- Cavità laser;
Proprietà dei principali tipi di laser.
- Conoscenza e comprensione dei processi fisici che hanno portato alla realizzazione delle sorgenti laser: sorgenti di luce coerente.
- Conoscenza dei metodi sperimentali per caratterizzare le
proprietà della radiazione laser.
-Capacità di identificare le condizioni necessarie e sufficienti per realizzare un laser e delle componenti necessarie alla sua realizzazione.
-Autonomia di giudizio nella descrizioni delle condizioni necessarie alla realizzazione di un laser.
-Abilità comunicative nell’esposizione degli argomenti trattati.
-Capacità di dimostrare la conoscenza e comprensione degli argomenti trattati nel corso
Lezioni frontali durante le quali vengono fornite fotocopie di materiale didattico e materiale audiovisivo disponibile in rete, per meglio illustrare gli argomenti trattati nel libro di testo consigliato.
Esperimenti dimostrativi in laboratorio relative alla misura della coerenza spaziale e temporale di un fascio laser.
Esame orale con domande inerenti gli argomenti sviluppati nell’ ambito del corso allo scopo di verificarne:
- la conoscenze e comprensione,
- la capacità di applicare conoscenze e comprensione,
- l’ abilità comunicative,
la capacità di apprendimento..
17/1/2019, 14/02/2019, 27/02/2019, 13/6/2019, 10/07/2019, 19/09/2019, 11/10/2019
--Emissione spontanea, stimolata ed assorbimento: l’ idea laser
--Caratteristiche della radiazione laser: monocromaticità, coerenza, direzionalità e brillanza.
--Cavità di corpo nero e modi di una cavità rettangolare.
--Processi che determinano l’allargamento di riga: allargamento omogeneo e non omogeneo.
--Saturazione di assorbimento e guadagno.
--Tecnica matriciale. Depositi multistrato dielettrici.
--Interferometro di Fabry-Perot.
--Ottica diffrattiva nell’ approssimazione di raggi parassiali.
-- Fasci Gaussiani e la legge ABCD.
--Modi di alto ordine.
--Risonatori ottici passivi e condizione di stabilità.
--Risonatori instabili.
--Cenni sulle tecniche di pompaggio.
--Laser in continua.
--Q-switching. Laser a gas, a stato solido ed a semiconduttore.
O. Svelto, Priciples of Lasers, 4th Edition, Plenum Press, New York, 1998.
FISICA DEI LASER (FIS/03)
STRUTTURA DELLA MATERIA
Corso di laurea FISICA
Settore Scientifico Disciplinare FIS/03
Tipo corso di studio Laurea
Crediti 8.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 64.0
Per immatricolati nel 2016/2017
Anno accademico di erogazione 2018/2019
Anno di corso 3
Semestre Secondo Semestre (dal 18/02/2019 al 31/05/2019)
Lingua ITALIANO
Percorso PERCORSO COMUNE (999)
Sede Lecce
Conoscenza dei concetti fisici e matematici sviluppati nei corsi del primo biennio e nei corsi del 1° semestre del 3° anno.
I principali contenuti del corso sono relativi a :
- Interazione di atomi ad un solo elettrone con la radiazione elettromagnetica.
- Il laser
- L’atomo ad un solo elettrone. Spin ed interazioni magnetiche.
- Atomi complessi
- Molecole e solidi
-Conoscenza e comprensione della fenomenologia e dei modelli teorici della Fisica Moderna, con particolare riferimento a quelli della Meccanica Quantistica relativi alla struttura dell’atomo, delle molecole e dei solidi.
-Capacità di identificare gli elementi essenziali di un assegnato fenomeno, i principi della Fisica che lo governano, gli ordini di grandezza coinvolti, il livello di approssimazione appropriato in una sua modellizzazione.
-Autonomia di giudizio nella descrizioni di importanti processi fisici.
-Abilità comunicative nell’esposizione degli argomenti trattati.
-Capacità di dimostrare la conoscenza e comprensione degli argomenti trattati nel corso
Lezioni frontali durante le quali vengono fornite fotocopie di materiale didattico e materiale audiovisivo disponibile in rete, per meglio illustrare gli argomenti trattati nei libri di testo consigliati.
Esperimenti dimostrativi in laboratorio relativi a tecniche spettroscopiche, l’esperienza di Planck e la misura della lunghezza di coerenza di radiazione elettromagnetica.
Esame orale con domande inerenti gli argomenti sviluppati nell’ ambito del corso allo scopo di verificarne:
- la conoscenze e comprensione,
- la capacità di applicare conoscenze e comprensione,
- l’ abilità comunicative,
la capacità di apprendimento.
16/01/2019,13/2/2019, 24/4/2019, 20/06/2019, 10/7/2019, 25/07/2019, 19/09/2019
- Introduzione all’ atomo
Cenni storici su l’esistenza degli atomi, delle molecole e dell’ elettrone. Modelli dell’ atomo (Thomson, Rutherford, Bohr). Spettri atomici. Cenni sui raggi X. Processi atomici ed eccitazione di atomi.
2 Interazione di atomi ad un solo elettrone con la radiazione elettromagnetica
Il campo elettromagnetico e la sua interazione con particelle cariche. Particelle cariche in un campo elettromagnetico. Interazione di atomi ad un solo elettrone con un campo elettromagnetico. Probabilità delle transizioni: assorbimento, emissione stimolata ed emissione spontanea. I coefficienti di Einstein.
3 Il laser
Concetti introduttivi. Emissione spontanea stimolata ed assorbimento. L’idea laser. Sistemi di pompaggio. Proprietà del fascio laser: monocromaticità, coerenza, direzionalità, brillanza.
4 Quantizzazione del momento angolare
Richiami sull’equazione di Schrodinger in coordinate sferiche e le sue soluzioni. Momento angolare e numeri quantici. Quantizzazione dell’energia. Osservabili in coordinate sferiche.
5. L’ atomo ad un elettrone
Richiami sull’equazione differenziale radiale e relative soluzioni. Degenerazione. Distribuzioni di probabilità. Regole di selezione per interazioni di dipolo elettrico.
6 Spin ed interazioni magnetiche.
Momento magnetico orbitale. Effetto Zeeman normale. Esperimento di Stern-Gerlach. Proprieta’ dello spin dell’elettrone. Il momento angolare totale. Interazione spin-orbita. Energia di interazione spin-orbita. Risultati dalla meccanica quantistica relativistica. L’ effetto Zeeman.
7. Atomi complessi
Il modello del campo centrale. Richiami sul concetto di particelle identiche. Il principio di esclusione e le forze di scambio. La teoria di Hartee e relativi risultati. Stati fondamentali di atomi a molti elettroni e tabella periodica degli elementi. Spettri a raggi X. Antisimmetria dell’elettrone. L’atomo di elio. Atomi alcalini. Accoppiamento del momento angolare. Aspetti spettroscopici dell’accoppiamento LS. Livelli di energia dell’atomo di carbonio.
8. Molecole
La molecola H2+. Legame covalente: H2. Legami ionici: LiF, NaCl. Interazioni di Van der Waals. Molecole poliatomiche. Moto vibrazionale e rotazionale di una molecola biatomica. Spettri roto-vibrazionali. La teoria dello scattering Raman.
9. Solidi
Tipi di solidi. Teoria a bande nei solidi. Conduzione elettrica nei metalli. Il modello quantistico dell’elettrone libero. Il moto degli elettroni in una struttura periodica. La massa effettiva. Semiconduttori. Dispositivi a semiconduttore: il diodo a semiconduttore
J. J. Brehm, W. Mullin, Introduction to the structure of matter: A Course in Modern Physics, Wiley, John Wiley&Sons.
R. Eisberg, R. Resnik, Quantum Physics. Atoms, Molecules, Solids, Nuclei, and Particles, John Wiley&Sons.
B. H. Bransden, C. J. Joachain, Physics of Atoms and Molecules, 2sd Edition, Pearson Education Limited, 2003.
O. Svelto, Principles of Lasers, Plenum Press, 2014.
STRUTTURA DELLA MATERIA (FIS/03)
FISICA DEI LASER
Corso di laurea FISICA
Settore Scientifico Disciplinare FIS/03
Tipo corso di studio Laurea Magistrale
Crediti 7.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 49.0
Per immatricolati nel 2016/2017
Anno accademico di erogazione 2017/2018
Anno di corso 2
Semestre Primo Semestre (dal 16/10/2017 al 26/01/2018)
Lingua ITALIANO
Percorso NANOTECNOLOGIE, FISICA DELLA MATERIA E APPLICATA (A65)
Sede Lecce
FISICA DEI LASER (FIS/03)
STRUTTURA DELLA MATERIA
Corso di laurea FISICA
Settore Scientifico Disciplinare FIS/03
Tipo corso di studio Laurea
Crediti 8.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 64.0
Per immatricolati nel 2015/2016
Anno accademico di erogazione 2017/2018
Anno di corso 3
Semestre Secondo Semestre (dal 19/02/2018 al 01/06/2018)
Lingua ITALIANO
Percorso PERCORSO COMUNE (999)
Sede Lecce
STRUTTURA DELLA MATERIA (FIS/03)
FISICA DEI LASER
Corso di laurea FISICA
Settore Scientifico Disciplinare FIS/03
Tipo corso di studio Laurea Magistrale
Crediti 7.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 49.0
Per immatricolati nel 2015/2016
Anno accademico di erogazione 2016/2017
Anno di corso 2
Semestre Primo Semestre (dal 17/10/2016 al 03/02/2017)
Lingua ITALIANO
Percorso NANOTECNOLOGIE, FISICA DELLA MATERIA E APPLICATA (A65)
Sede Lecce
FISICA DEI LASER (FIS/03)
STRUTTURA DELLA MATERIA
Corso di laurea FISICA
Settore Scientifico Disciplinare FIS/03
Tipo corso di studio Laurea
Crediti 8.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 0.0
Per immatricolati nel 2014/2015
Anno accademico di erogazione 2016/2017
Anno di corso 3
Semestre Secondo Semestre (dal 20/02/2017 al 01/06/2017)
Lingua
Percorso PERCORSO COMUNE (999)
Sede Lecce - Università degli Studi
STRUTTURA DELLA MATERIA (FIS/03)
FISICA DEI LASER
Corso di laurea FISICA
Settore Scientifico Disciplinare FIS/03
Tipo corso di studio Laurea Magistrale
Crediti 7.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 0.0
Per immatricolati nel 2014/2015
Anno accademico di erogazione 2015/2016
Anno di corso 2
Semestre Primo Semestre (dal 19/10/2015 al 22/01/2016)
Lingua
Percorso NANOTECNOLOGIE, FISICA DELLA MATERIA E APPLICATA (A65)
Sede Lecce - Università degli Studi
FISICA DEI LASER (FIS/03)
STRUTTURA DELLA MATERIA
Corso di laurea FISICA
Settore Scientifico Disciplinare FIS/03
Tipo corso di studio Laurea
Crediti 8.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 0.0
Per immatricolati nel 2013/2014
Anno accademico di erogazione 2015/2016
Anno di corso 3
Semestre Secondo Semestre (dal 22/02/2016 al 27/05/2016)
Lingua
Percorso PERCORSO COMUNE (999)
Sede Lecce - Università degli Studi
STRUTTURA DELLA MATERIA (FIS/03)
FISICA DEI LASER
Corso di laurea FISICA
Settore Scientifico Disciplinare FIS/03
Tipo corso di studio Laurea Magistrale
Crediti 6.0
Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 0.0
Per immatricolati nel 2013/2014
Anno accademico di erogazione 2013/2014
Anno di corso 1
Semestre Secondo Semestre (dal 17/03/2014 al 14/06/2014)
Lingua
Percorso FISICA DELLA MATERIA E APPLICAZIONI BIOMEDICHE E AMBIENTALI (A29)
Sede Lecce - Università degli Studi
FISICA DEI LASER (FIS/03)
Temi di ricerca
Inserire qui i temi di ricerca...
· Caratterizzazione degli aerosol con tecniche di monitoraggio remoto passivo al suolo e da satellite.
· Campionamento e caratterizzazione chimico/fisica del particolato al suolo.
· Effetti radiativi degli aerosol.