Descrizione
Questo testo è stato pensato per un corso di fisica di base ed è indirizzato a studenti che vogliano conoscere il comportamento della materia e i principali fenomeni fisici che la riguardano. Nella prima parte del volume lo studente acquista familiarità con lo strumento essenziale della fisica quantistica, indagando le origini, i concetti principali e i fondamenti della teoria. Il resto del libro è dedicato alla trattazione degli aspetti fondamentali della fisica che spiega le proprietà della materia soprattutto, ma non esclusivamente, quella solida. In modo separato vengono trattate le proprietà elettriche, magnetiche, ottiche e termiche evidenziando le conseguenze pratiche delle teorie e dei modelli che le descrivono e riportando alcune applicazioni significative. In un capitolo finale queste diverse proprietà vengono descritte assieme nella trattazione dei cristalli liquidi.
Indice:
Prefazione
I La fisica dei quanti
1 La quantizzazione dell’energia e il fotone
1.1 Laradiazionedicorponero
1.2 L’effettofotoelettrico
1.3 Diffrazionedei raggi X su un cristallo
1.4 La diffusione di Compton
1.5 Natura duale delle onde elettromagnetiche
1.6 Applicazioni
1.7 Quesiti di riepilogo
1.8 Esercizi
2 La materia: corpuscoli o onde?
2.1 Esperimento di Young con elettroni
2.2 L’ipotesi di De Broglie
2.3 Ildualismoonda-particella
2.4 Indeterminazione di Heisemberg
2.5 Complementarietà onda/particella
2.6 Applicazioni
2.7 Quesiti di riepilogo
2.8 Esercizi
3 I fondamenti della meccanica quantistica
3.1 L’ipotesi di Born
3.2 L’equazione di Schrödinger
3.3 Momenti angolari e spin
3.4 Applicazioni
3.5 Quesiti di riepilogo
3.6 Esercizi
II Proprietà elettriche, magnetiche, ottiche e termiche
4 La conduzione elettrica nei metalli
4.1 Classificazione dei solidi
4.2 Il modello di conduzione classico
4.3 Verso un modello quantistico
4.4 Teoria delle bande
4.5 La conduzione elettrica
4.6 Conduttore o isolante?
4.7 L’effetto della struttura reticolare
4.8 Massa efficace
4.9 Elettroni e lacune
4.10 Superconduttività
4.11 Applicazioni
4.12 Quesiti di riepilogo
4.13 Esercizi
5 I semiconduttori
5.1 I semiconduttori intrinsechi
5.2 Semiconduttori drogati
5.3 Dispositivi semiconduttori
5.4 Applicazioni
5.5 Quesiti di riepilogo
5.6 Esercizi
6 Diamagnetismo e paramagnetismo
6.1 Campo magnetizzante e magnetizzazione
6.2 Diamagnetismo
6.3 Paramagnetismo
6.4 Applicazioni
6.5 Quesiti di riepilogo
6.6 Esercizi
7 Ferromagnetismo
7.1 Ferromagnetismo
7.2 Ferrimagnetismo
7.3 Antiferromagnetismo
7.4 Applicazioni
7.5 Quesiti di riepilogo
7.6 Esercizi
8 Onde elettromagnetiche in un dielettrico
8.1 Polarizzazione di un dielettrico
8.2 Equazioni di Maxwell per un dielettrico
8.3 L’indice di rifrazione
8.4 Costante dielettrica relativa
8.5 Riflessione sulla superficie
8.6 Trasmissione di un’onda
8.7 Applicazioni
8.8 Quesiti di riepilogo
8.9 Esercizi
9 Onde elettromagnetiche in un conduttore
9.1 L’indice di rifrazione di un conduttore
9.2 Effetto pelle
9.3 Applicazioni
9.4 Quesiti di riepilogo
9.5 Esercizi
10 Proprietà termiche
10.1 Capacità termica
10.2 Conduzione termica
10.3 Espansione termica
10.4 Comportamenti termici
10.5 Applicazioni
10.6 Quesiti di riepilogo
10.7 Esercizi
11 Cristalli liquidi
11.1 Proprietà elettriche e magnetiche
11.2 Proprietà ottiche
11.3 Esempi
11.4 Applicazioni
11.5 Quesiti di riepilogo
11.6 Esercizi
12 Soluzioni
13 Bibliografia
Note sull’autore:
Andrea Castro, dopo una decennale attività di ricerca presso l’Università di Padova, dal 1999 è professore associato di Fisica Generale alla Facoltà di Scienze MM. FF. NN. dell’Università di Bologna, presso la quale è stato titolare di corsi di Fisica Generale II rivolti a studenti dei Corsi di Laurea in Matematica, in Chimica e Chimica dei Materiali. Questi corsi hanno trattato i principali fenomeni elettrici e magnetici e le caratteristiche generali delle onde elettromagnetiche.
La sua attività di ricerca sperimentale, concentrata nel campo della Fisica Subnucleare, si è svolta principalmente in laboratori internazionali quali SLAC (Stanford – USA) e Fermilab (Chicago – USA), in associazione con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare.
