20401227 -
ELEMENTI DI FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE
(obiettivi)
Illustrare i concetti di base della fisica dei nuclei. Proprietà dei nuclei, decadimenti nucleari, reazioni nucleari. Introduzione alle interazioni fondamentali tra particelle elementari.
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ORESTANO DOMIZIA
( programma)
Prima parte: Il protone, raggi catodici, l’elettrone, massa e carica elettrica. Spettro del corpo nero, costante di Planck, effetto fotoelettrico, raggi X, effetto Compton, il fotone. Modello atomico di Bohr, spettri atomici, momento magnetico, spin dell’elettrone. Relatività ristretta, trasformazioni di Lorentz, quadrivettori e invarianti relativistici. Energia-impulso, cinematica relativistica. Sezione d'urto, coefficiente di assorbimento. Diffusione coulombiana, sezione d'urto di Rutherford. Diffusione di radiazione elettromagnetica da una carica, sezione d'urto di Thomson. Richiami di teoria delle perturbazioni, probabilità di transizione, spazio delle fasi. Legge di decadimento, interazione elettromagnetica, emissione e assorbimento, radiazione di dipolo elettrico e magnetico, regole di selezione. Diffusione di Rutherford, fattore di forma elettrico, diffusione di carica da momento magnetico, fattori di forma elettrico e magnetico del protone e del neutrone. Diffusione da potenziale centrale, sviluppo in onde parziali, sezione d'urto di diffusione e assorbimento.
Seconda parte: Proprietà dei nuclei, numero e peso atomico, curva di stabilità, misure di carica, massa e raggio dei nuclei. Statistica, spin e parità dei nuclei, il neutrone. Energia elettromagnetica dei nuclei, sviluppo in multipoli, momento di dipolo magnetico e di quadrupolo elettrico, metodi di misura. Modello a gas di Fermi, energia cinetica dei nucleoni. Modello a goccia, formula di Bethe-Weizsaeker, nuclei isobari speculari. Numeri magici, modello a strati, interazione spin-orbita. Stati di energia dei nuclei, stati di spin-parità. Il sistema protone-neutrone, isospin, il deutone. Decadimenti dei nuclei, attività. Fenomenologia del decadimento gamma, radiazione di multipolo, coefficienti di Weisskopf, fluorescenza nucleare. Fenomenologia del decadimento alpha, cinematica, curva di stabilità, barriera di potenziale, fattore di Gamow, vita media. Fenomenologia del decadimento beta, ipotesi del neutrino, teoria di Fermi, diagramma di Kurie, vita media, elemento di matrice, transizioni Fermi e Gamow-Teller, costante di Fermi, interazioni deboli. Scoperta del neutrino.
Terza parte: Reazioni nucleari. Fissione, bilancio energetico della fissione dell'uranio, fissione indotta da neutroni, reattore nucleare. Fusione, i cicli del sole, bi lancio energetico, nucleosintesi, fusione in laboratorio. Forze nucleari, modello di Yukawa. Raggi cosmici, componente primaria e secondaria, il positrone, il positronio. Scoperta e proprietà delle particelle, mesoni e barioni, antiparticelle. Classificazione delle interazioni: nucleari, elettromagnetiche, deboli. Modello a quark, scoperta dei quark
( testi)
• W. E. Burcham and M. Jobes, Nuclear and Particle Physics, Pearson Education, 1994. • Gli appunti del corso di Istituzioni di Fisica Nucleare e Subnucleare del Prof. Ceradini saranno resi disponibili sul sito del corso
Il materiale didattico è disponibile in doppia copia sulle piattaforme moodle https://matematicafisica.el.uniroma3.it/course/view.php?id=51 e in sharepoint https://uniroma3.sharepoint.com/sites/ElementidiFisicaNucleareeSubnucleareAA201920. Gli studenti sono pregati di registrarsi su moodle e su teams (https://teams.microsoft.com/l/team/19%3a57c8fc1e646a489894614511aea22a8c%40thread.tacv2/conversations?groupId=b5330848-367f-43b5-ae3c-b75bc4257d05&tenantId=ffb4df68-f464-458c-a546-00fb3af66f6a)
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SALAMANNA GIUSEPPE
( programma)
Il protone, raggi catodici, l’elettrone, massa e carica elettrica. Spettro del corpo nero, costante di Planck, effetto fotoelettrico, raggi X, effetto Compton, il fotone. Modello atomico di Bohr, spettri atomici, momento magnetico, spin dell’elettrone. Relatività ristretta, trasformazioni di Lorentz, quadrivettori e invarianti relativistici. Energiaimpulso, cinematica relativistica. Sezione d'urto, coefficiente di assorbimento. Diffusione coulombiana, sezione d'urto di Rutherford. Diffusione di radiazione elettromagnetica da una carica, sezione d'urto di Thomson. Richiami di teoria delle perturbazioni, probabilità di transizione, spazio delle fasi. Legge di decadimento, interazione elettromagnetica, emissione e assorbimento, radiazione di dipolo elettrico e magnetico, regole di selezione. Diffusione di Rutherford, fattore di forma elettrico, diffusione di carica da momento magnetico, fattori di forma elettrico e magnetico del protone e del neutrone. Diffusione da potenziale centrale, sviluppo in onde parziali, sezione d'urto di diffusione e assorbimento. Proprietà dei nuclei, numero e peso atomico, curva di stabilità, misure di carica, massa e raggio dei nuclei. Statistica, spin e parità dei nuclei, il neutrone. Energia elettromagnetica dei nuclei, sviluppo in multipoli, momento di dipolo magnetico e di quadrupolo elettrico, metodi di misura. Modello a gas di Fermi, energia cinetica dei nucleoni. Modello a goccia, formula di BetheWeizsaeker, nuclei isobari speculari. Numeri magici, modello a strati, interazione spin-orbita. Stati di energia dei nuclei, stati di spin-parità. Il sistema protone-neutrone, isospin, il deutone. Decadimenti dei nuclei, attività. Fenomenologia del decadimento gamma, radiazione di multipolo, coefficienti di Weisskopf, fluorescenza nucleare. Fenomenologia del decadimento alpha, cinematica, curva di stabilità, barriera di potenziale, fattore di Gamow, vita media. Fenomenologia del decadimento beta, ipotesi del neutrino, teoria di Fermi, diagramma di Kurie, vita media, elemento di matrice, transizioni Fermi e Gamow-Teller, costante di Fermi, interazioni deboli. Scoperta del neutrino. Reazioni nucleari. Fissione, bilancio energetico della fissione dell'uranio, fissione indotta da neutroni, reattore nucleare. Fusione, i cicli del sole, bilancio energetico, nucleosintesi, fusione in laboratorio. Forze nucleari, modello di Yukawa. Raggi cosmici, componente primaria e secondaria, il positrone, il positronio. Scoperta e proprietà delle particelle, mesoni e barioni, antiparticelle. Classificazione delle interazioni: nucleari, elettromagnetiche, deboli. Modello a quark, scoperta dei quark.
( testi)
• W. E. Burcham and M. Jobes, Nuclear and Particle Physics, Pearson Education. • A.Das and T.Ferbel, Introduction to Nuclear and Particle Physics, 2nd Edition, World Scientific, 2003. • B.Povh, K.Rith, G.Sholtz, F.Zetsche: Particelle e nuclei, Bollati Boringhieri, 1998. • Appunti del corso di Istituzioni di Fisica Nucleare e Subnucleare, http://webusers.fis.uniroma3.it/~ceradini/efns.html
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FIS/04
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Attività formative caratterizzanti
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ITA |
20401806 -
ELEMENTI DI MECCANICA STATISTICA
(obiettivi)
Acquisire la conoscenza dei principi fondamentali della meccanica statistica per sistemi classici e quantistici.
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RAIMONDI ROBERTO
( programma)
PROGRAMMA DEL CORSO: i numeri tra parentesi fanno riferimento al capitolo e paragrafo del libro di testo adottato
Teoria cinetica. Equazione di Boltzmann. Teorema H. (1, Par.2.1,2.2,2.3,2.4) Distribuzione di Maxwell-Boltzmann. (1, Par. 2.5) Spazio delle fasi e Teorema di Liouville. (1, Par. 3.1,3.2) Ensembles di Gibbs. Ensemble microcanonico.Entropia. (1, Par. 3.3,3.4) Gas perfetto nell'ensemble microcanonico.(1, Par. 3.6) Teorema di equipartizione. (1, Par. 3.5) Ensemble canonico. (1, Par.4.1). Funzione di partizione ed energia libera. Fluttuazioni di energia. (1 Par. 4.4) Ensemble grancanonico. Granpotenziale. Il gas perfetto nell'ensemble grancanonico (1 Par. 4.3). Fluttuazioni del numero di particelle.(1 Par. 4.4) Teoria classica della risposta lineare e teorema di fluttuazione-dissipazione. (1, Par. 8.4). Teoria del moto Browniano di Einstein e Langevin. (Par. 1 par. 11.1,11.2). Teoria del rumore termico di Johnson-Nyquist. (1 Par. 11.3). Meccanica Statistica quantistica e matrice densita'. (1, Par. 6.2,6.3,6.4) Statistiche quantistiche di Fermi-Dirac e Bose-Enstein ( 1, Par. 7.1) Il gas di Fermi. Sviluppo di Sommerfeld. Calore specifico elettronico. (1, Par. 7.2) Il gas di Bose. Condensazione di Bose-Einstein. (1, Par. 7.3) Teoria della radiazione di corpo nero.(1, Par. 7.5)
Pagina web del corso con materiale supplementare
https://sites.google.com/a/personale.uniroma3.it/robertoraimondi/home/teaching/elementi
( testi)
Testo di riferimento: 1) C. Di Castro and R. Raimondi, Statistical Mechanics and Applications in Condensed Matter, Cambridge University Press, 2015.
Altri testi consigliati: 2) K. Huang, Meccanica Statistica, Zanichelli, 1997. 3) L. Peliti, Appunti di Meccanica Statistica, Bollati Boringhieri, 2003. 4) Joel L. Lebowitz, Statistical mechanics: A selective review of two central issues, Reviews of Modern Physics, 71, S346 (1999).
Ulteriori informazioni disponibili su: https://sites.google.com/a/personale.uniroma3.it/robertoraimondi/home/teaching/elementi
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FIS/02
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Attività formative caratterizzanti
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ITA |
Gruppo opzionale:
GRUPPO DI SCELTA III° ANNO - (visualizza)
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20401809 -
LABORATORIO DI ASTROFISICA
(obiettivi)
La finalità del corso è quella di far acquisire una sufficiente padronanza degli strumenti concettuali e sperimentali di base dell'astrofisica, con particolare riferimento all'intervallo spettrale del visibile
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BERNIERI ENRICO
( programma)
Il corso prevede una attività di laboratorio indoor, alcune serate di osservazione e misura al telescopio e alcune sessioni di analisi dati. Sono previste esercitazioni in classe in cui sono svolti e discussi esercizi assegnati agli studenti. L'esame prevede la frequenza delle attività sperimentali e delle esercitazioni, la stesura di relazioni di laboratorio e un colloquio orale su un problema sperimentale inerente gli argomenti trattati nel Corso
( testi)
dispense fornite dal docente
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FIS/05
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Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)
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ITA |
20401810 -
LABORATORIO DI FISICA DELLA MATERIA
(obiettivi)
Acquisire competenze nell'esecuzione e analisi di dati di esperimenti di fisica della materia.
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CAPELLINI GIOVANNI
( programma)
Durante il corso verranno presentate due tecniche di caratterizzazione delle proprietà superficiali della materia condensata: la Fotoemissione da raggi X e la Microscopia a Forza Atomica. Verrà inizialmente presentata in aula una introduzione teorica alle due tecniche sperimentali. Le lezioni frontali avranno come tema: microscopia ottica e microscopia a sonda; STM; AFM in contatto; AFM in non contatto; tecniche SPM secondarie; risoluzione e artefatti; analisi immagini SPM; vuoto e superfici; fondamenti di spettroscopia a raggi X; il modello a tre passi; sorgenti x; analizzatori di elettroni; rivelazione di elettroni; acquisizione ed analisi dati XPS. Successivamente verrà svolta l'attività di laboratorio vera e propria, che verrà condotta presso il Laboratorio di Fisica e Tecnologia dei Semiconduttori.
( testi)
-Dispense fornite dal docente basate sulle slide presentate a lezione - Fondamenti di microscopia a scansione di sonda, V. L. Mironov, NT-MDT
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RUOCCO ALESSANDRO
( programma)
Per programmi e testi fare riferimento al docente titolare del corso.
( testi)
Per programmi e testi fare riferimento al docente titolare del corso.
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PERSICHETTI LUCA
( programma)
Durante il corso verranno presentate due tecniche di caratterizzazione delle proprietà superficiali della materia condensata: la Fotoemissione da raggi X e la Microscopia a Forza Atomica. Verrà inizialmente presentata in aula una introduzione teorica alle due tecniche sperimentali. Le lezioni frontali avranno come tema: microscopia ottica e microscopia a sonda; STM; AFM in contatto; AFM in non contatto; tecniche SPM secondarie; risoluzione e artefatti; analisi immagini SPM; vuoto e superfici; fondamenti di spettroscopia a raggi X; il modello a tre passi; sorgenti x; analizzatori di elettroni; rivelazione di elettroni; acquisizione ed analisi dati XPS. Successivamente verrà svolta l'attività di laboratorio vera e propria, che verrà condotta presso il Laboratorio di Fisica e Tecnologia dei Semiconduttori.
( testi)
- Dispense fornite dal docente - Fondamenti di microscopia a scansione di sonda, V. L. Mironov, NT-MDT
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FIS/03
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20
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Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)
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ITA |
20401811 -
LABORATORIO DI FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE
(obiettivi)
Acquisire competenza nella esecuzione e analisi dei dati di esperimenti di fisica nucleare e subnucleare.
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PETRUCCI FABRIZIO
( programma)
Programma delle lezioni frontali tenute nella prima parte del corso. a) Le particelle subatomiche e la loro interazione con la materia: - Sorgenti radioattive, raggi cosmici e particelle elementari; - Perdita di energia per ionizzazione delle particelle cariche pesanti; - Perdita di energia di elettroni e positroni; - Radiazione Cherenkov; - Radiazione di transizione; - Diffusione coulombiana multipla; - Interazione dei fotoni; - produzione di coppie e sviluppo di sciami.
b) I rivelatori di particelle: - Caratteristiche generali dei rivelatori; - Rivelatori a ionizzazione; - Rivelatori a scintillazione; - Fotomoltiplicatori.
c) Utilizzo dei rivelatori di particelle: - Misure di impulso delle particelle cariche; - Generalità sull’identificazione delle particelle; - Trigger - Esempi di esperimenti fondamentali in fisica delle particelle.
Durante le lezioni in laboratorio verranno approfonditi tutti gli argomenti necessari all'utilizzo dei rivelatori di particelle.
( testi)
Durante il corso saranno distribuite copia dei lucidi e note.
Testi consigliati: (Leo W.R.) Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments [Springer-Verlag]
Per una introduzione alla fisica delle particelle e per una esposizione alternativa dell’interazione delle particelle con la materia: (Braibant S., Giacomelli G., Spurio M.) Particelle e interazioni fondamentali [Springer]
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SALAMANNA GIUSEPPE
( programma)
Per programmi e testi fare riferimento al docente titolare del corso.
( testi)
Per programmi e testi fare riferimento al docente titolare del corso.
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FIS/04
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20
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Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)
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ITA |
20401812 -
LABORATORIO DI FISICA TERRESTRE E DELL'AMBIENTE
(obiettivi)
Acquisire competenza nella esecuzione e analisi dei dati di esperimenti di fisica terrestre e dell'ambiente.
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LAURO SEBASTIAN
( programma)
1. Introduzione al corso, Fisica Terrestre e dell'ambiente
2. Introduzione a Matlab, matrici e vettori, funzioni
3. Introduzione ai segnali e richiami su serie e trasformate di Fourier. Funzione di trasferimento, causalità, relazione di dispersione
4. Esercitazione Matlab, risposta impulsiva
5. Teorema del campionamento, aliasing, segnale analitico, energia del segnale
6. Esercitazione Matlab, trasformata di Fourier, FFT
7. Serie storiche
8. Esercitazione Matlab, Minimi quadrati e filtraggio dei dati
9. Introduzione al Climate change
10. Esercitazione su una serie temporale (Concentrazione della CO2 in atmosfera)
11. Terremoti e propagazione delle onde
12. Esercitazione su una serie temporale (Concentrazione della CO2 in atmosfera)
13. Equazioni di Maxwell, relazioni costitutive
14. Esercitazione su una serie temporale (Concentrazione della CO2 in atmosfera)
15. Misure elettromagnetiche a bassa frequenza e alta frequenza
16. Esercitazione sull'individuazione della sorgente del terremoto
17. Relazione tra parametri elettrici e parametri idraulici: conducibilità elettrica e permeabilità idraulica
18. Esercitazione sull'individuazione della sorgente del terremoto
19. Equazione di dispersione idrodinamica
20. Esercitazione sulla diffusione di un'inquinante
( testi)
• D. C. Champeney, Fourier Transform and their applications, Academic Press.
• J. Gaskill, Linear systems, Fourier transforms, and optics, Wiley.
• F. W. Taylor, Elementary Climate Phyisics, OXFORD Univeristy Press.
• C. Chatfield, The Analysis of Time Series, CHAPMAN & HALL/CRC.
• A. Zollo, Terremoti e Onde, Liguori Editore.
• A. R. Von Hippel, Dielectric and Waves, John Wiley & Sons.
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FIS/06
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Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)
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