Fisica Atomica

Docente: Dr hab. Grzegorz P.Karwasz

Oggetto del corso
Il corso ha lo scopo di approfondire le basi e i recenti sviluppi della Fisica Atomica e Molecolare.
Il Corso richiama aspetti teorici di base della meccanica quantistica ed introduce ai metodi sperimentali. Saranno presentati recenti progressi, sia della fisica fondamentale, sia delle applicazioni pratiche in vari campi, dalla medicina al monitoraggio ambientale.
 Il corso e raccomandato a gli studenti del quarto anno, che abbiano già frequentato gli insegnamenti di Struttura della Materia e di Istituzioni di Fisica Teorica.

Struttura del Corso
Il corso contiene:
1. argomenti base, necessari per capire gli aspetti fisici che si mostrano in diversi esperimenti ed applicazioni di Fisica Atomica
2. "case studies", cioè lezioni dedicate ai recenti sviluppi, non trattati ancora adeguatamente nei libri di base.
Perciò, i "case studies", segnati con "" servono come aiuto per affrontare problematiche di Fisica Atomica in diversi settori professionali, ma non sono oggetto di esame.

Programma

1. Cenni sulla struttura dell'atomo: atomo dell'idrogeno, livelli elettronici di atomi complessi, interazione spin-orbita, effetti relativistici.
      Determinazione delle costanti fondamentali tramite la spettroscopia dell'atomo d'idrogeno e del positronio.
2. Struttura della molecola: orbitali molecolari, classi di simmetria, livelli vibrazionali e rotazionali
       Spettroscopia otto - acustica e sue applicazioni nel campo agro - alimentare
       Rilevanza dell'assorbimento molecolare per l'effetto serra globale.
3. Scattering ed assorbimento di fotoni: regole di transizione, r. di Franck-Condon, spettroscopia Raman
      Rivelatori  ottici d'inquinamento atmosferico
      Uso di laser nel trattamento selettivo di tumori
4. Collisioni elettroniche: scattering elastico, eccitazioni vibrazionali ed elettroniche, ionizzazione, ioni negativi e dissociazione molecolare
      Tecniche della diffrazione di elettroni per studi di superfici
      Uso di tecniche di electron attachment per monitoraggio di inquinanti in campo alimentare
5. Scattering ed annichilazione di positroni: sorgenti di positroni, potenziale di interazione positrone- atomo
      Impiego di annichilazione di positroni nella difettoscopia dello stato solido
6. Collisioni atomo - atomo ed atomo - molecola
      Effetti collisionali nella condensazione di Bose-Einstein
7. Collisioni ione - atomo e ione - molecola
      Spettrometri di massa basati sul trasferimento di carica
8. Processi collisionali nei plasmi a bassa temperatura

Testi base:

H.S.W Massey, E.H.S.Burhop and H.B.Gilbody, Electronic and Ionic Impact Phenomena
S.V.Khristenko, A.I.Maslov and V.P.Shevelko, Molecules and Their Spectroscopic Properties

per alcuni argomenti:
L.D.Landau and E.M.Lifshitz, Quantum Mechanics
C.J.Joachain, Quantum Collision Theory
W. Demtroder, Laser Spectroscopy. Basic Concepts and Instrumentation
Dispense