Lorenzo Fortunato - Istituzioni di Fisica Nucleare e Subnucleare
C.L. in Fisica
AA2018/2019 - Parte di Fisica Nucleare (32 h)
Corso di Istituzioni di Fisica Nucleare e Subnucleare - Univ.Padova A.A. 2018/2019 Le presenti informazioni si applicano solo alla parte di Fisica Nucleare (32 h) del corso, la seconda parte di Fisica Subnucleare è sotto la responsabilità di altro docente.
Prerequisiti :
Fisica Moderna (conoscenze di meccanica quantistica, fisica atomica)
Fisica I e II
Analisi (Eq. differenziali)
Chimica (Tav. periodica)
Conoscenze e abilità da acquisire :
Lo studente acquisirà la conoscenza dei fenomeni nucleari, della struttura nucleare e dei decadimenti radioattivi. Nell'apprendere i principali modelli teorici con cui si studia la struttura nucleare, lo studente utilizzerà molti concetti provenienti da corsi precedenti e vedrà l'applicazione diretta delle conoscenze di meccanica quantistica.
Attività di apprendimento previste e metodologie di insegnamento :
Lezioni frontali di teoria ed esempi
Contenuti :
0. Introduzione al corso, presentazione dei contenuti e modalità d'esame.
1. Proprietà dei costituenti elementari del nucleo atomico: carica, massa, spin (fermioni/bosoni), parità. Ripasso di alcune premesse della meccanica quantistica.
2. Unità di misura nucleari e grandezze tipiche: energie, raggi nucleari, etc.
3. Isospin; Momento angolare, accoppiamento di momenti angolari, spin semintero.
4. Deutone e sue proprietà, modello semplice a buca quadrata.
5. Forze nucleari, saturazione, energia di legame, Sn, Sp, formula di massa (modello a goccia), carta di Segrè (valle di stabilita', driplines)
6. Modello a gas di Fermi (quantizzazione di una "scatola", det. Slater, Energia e momento di Fermi)
7. Modello a shell sferico per singola particella, Oscillatore Armonico + Spin-orbita, valore di aspettazione degli operatori rilevanti, Cenni sull'interazione di pairing.
8. Modello collettivo di Bohr e Mottelson, Sviluppo in multipoli della superficie nucleare, variabili beta,gamma, Eccitazioni collettive: vibrazioni e rotazioni della superficie.
9. Decadimento alfa: legge del decadimento, vita media; teoria elementare (preformazione, Eff. tunnel, Legge di Gamow)
10. Decadimento beta: End-point, Log(ft), Kurie plot, Transizioni di Gamow-Teller e Fermi.
11. Decadimento gamma: transizioni elettromagnetiche, regole di selezione, momento di quadrupolo elettrico e dip. magnetico. Isomeri.
12. Sezione d'urto e processi interazione radiazione-materia: formula di Bethe-Bloch, picco di Bragg, assorbimento della radiazione carica e neutra, eff. fotoelettrico, Compton e produzione di coppie.
Modalita' d'esame:
prova orale: un paio di domande abbastanza generali sul programma.
Criteri di valutazione:
Verifica dell'apprendimento dei contenuti del corso (capacita' e completezza nell'esposizione) e della abilità nel rispondere a semplici quesiti da risolvere applicando la teoria.
Testi di riferimento consigliati (non obbligatori):
Nuovo libro - 2a edizione
Da Gen. 2019 gli studenti del corso di Istituzioni di Fisica Nucleare e Subnucleare possono,
se lo desiderano,
acquistare il libro di testo dal sito ilmiolibro.it (Gruppo editoriale L'Espresso)
o rivolgersi direttamente all'autore.
L.Fortunato - 2a edizione 2019
Appunti di Fisica Nucleare - 2a Ed.
Gruppo Editoriale L'Espresso
Contenuti:
1) Introduzione 2) Premesse 3) Forze Nucleari 4) Struttura Nucleare 5) Decadimenti 6) Fusione e Fissione + esercizi, appendici e note storiche
Per chi fosse in possesso della prima edizione (2018), è disponibile un Errata Corrige (1a edizione)
Per chi fosse in possesso della seconda edizione (2019), è disponibile un Errata Corrige (2a edizione)
Altri ottimi libri consigliati come complemento e approfondimanto:
1) K. Krane, "Introductory Nuclear Physics", Wiley
2) K. Heyde, "Basic Ideas and Concepts in Nuclear Physics", IoP Publishing
3) J. Lilley "Nuclear Physics: Principles and Applications", Wiley
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4) W. Greiner and J.A. Maruhn, "Nuclear Models", Springer
5) C.A. Bertulani, "Nuclear Physics in a Nutshell", Princeton University Press
Eventuali indicazioni sui materiali di studio :
Verra' fornito materiale informatico corrispondente alle lezioni del corso.
Material didattico ed esercizi:
Moodle Dip. Fisica & Astronomia:
Materiale corso
Appello Orale - 2019
xx giugno 2019,
xx luglio 2019,
xx settembre 2019,
xx gen/feb 2019
Gli studenti sono pregati di iscriversi su uniweb entro la data prevista.
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