PROPRIETA' ELETTROMAGNETICHE DELLA MATERIA

1° modulo

A. A. 1998-99

Prof. Giuseppe Dalba

Programma

Sorgenti di radiazione

Il campo elettromagnetico generato da una particella carica in moto accelerato (esposizione elementare). Il diagramma di radiazione. La formula di Larmor. Applicazioni della formula di Larmor: radiazione di dipolo elettrico. Radiazione di bremsstrhalung: interazione di un fascio di elettroni contro un insieme di ioni fissi. Spettro di radiazione di bremsstrhalung.

Luce di sincrotrone.

Radiazione di sincrotrone. Effetto Doppler relativistico trasversale. Relazione fra la divergenza angolare di un fascio di luce emesso da una sorgente in moto e la divergenza misurata nel sistema di laboratorio. Giustificazione dell'alto flusso emesso da una sorgente di luce di sincrotrone: relazione fra tempo di emissione e tempo di raccolta della luce (cenni). Spettro di luce emesso da un bending magnet (cenni). Dispositivi magnetici di inserzione: wigglers e ondulatori. Proprietà della radiazione emessa da tali dispositivi (cenni). Altre sorgenti intense di radiazione: Laser a raggi X (cenni).

Proprietà dielettriche e ottiche della materia.

Rivista delle formule di base: momento di dipolo elettrico, polarizzazione, costante dielettrica relativa. La costante dielettrica e la polarizzabilità. La suscettività elettrica. Il campo elettrico locale. Relazione di Clausius Mossotti. Sorgenti di polarizzabilità: polarizzabilità dipolare, ionica ed elettronica. Sostanze dipolari (gas e liquidi): teoria di Langevin. Dispersione dipolare eccitazione dc. Dispersione dipolare: eccitazione ac. Costante dielettrica relativa: le relazioni di Debye. Tasso di dissipazione dell'energia nell'eccitazione ac di una sostanza dipolare. Polarizzazione dipolare nei solidi. Polarizzabilità ionica. Proprietà ottiche reticolari nell'infrarosso. Polarizzabilità elettronica. Distribuzione della carica elettrica in un atomo immerso in un campo elettrico: approssimazione classica. Dispersione delle onde elettromagnetiche in un gas. La forza di un oscillatore. Le equazioni di Maxwell nella materia. Problemi generali relativi all'interazione della radiazione con la materia. Velocità di fase di un'onda elettromagnetica che si propaga in un mezzo isotropo. Onde elettromagnetiche nei dielettrici. Vettor d'onda complesso. Metalli: conducibilità dc; onde nei metalli. Dipendenza della conducibilità dalla frequenza. Onde nei plasmi. Frequenza di plasma. Ferroelettricità. Il modello dipolare; il modello ionico. Domini ferromagnetici. Piezoelettricità. Piroelettricità. Interazione dei raggi-X con la materia. Spettroscopia X di assorbimento e fluorescenza.

Proprietà magnetiche della materia.

Richiami delle formule di base del magnetismo. Momento di dipolo magnetico. Precessione di Larmor. Effetto Zeeman. Vettori magnetici: intensità del campo magnetico, induzione magnetica. Suscettività magnetica. Classificazione dei materiali. Diamagnetismo. Paramagnetismo di Langevin. Le origini atomiche del magnetismo. Ioni di terre rare. Ioni del gruppo del ferro. Magnetismo nei metalli. Spin paramagnetico. Diamagnetismo Ferromagnetismo negli isolanti. La teoria del campo molecolare. Le origini fisiche del campo molecolare. Antiferromagnetismo e ferrimagnetismo. Ferromagnetismo nei metalli. Domini ferromagnetici. Risonanza magnetica nucleare.

Interazione Raggi x materia.

Spettroscopia X in Assorbimento e Fluorescenza. Scattering multiplo. Aspetti sperimentali della tecnica XAS. Aspetti teorici. Tecniche di analisi dati.
Determinazione di parametri strutturali.

Testi consigliati e di consultazione

Modalità di svolgimento dell'esame
L'esame consiste in una prova orale.