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Testi consigliati:
Steven Strogatz, Nonlinear Dynamics and Chaos: With Applications to Physics, Biology, Chemistry, and Engineering, Westview Press 1994, ISBN-13: 9780738204536; Crispin W. Gardiner, Handbook of Stochastic Methods, Springer 2009, ISBN-13: 9783540707127 (per la parte di fisica dei sistemi complessi)
E. Hecht, Optics (per onde e ottica)
“Quantum Chance: Nonlocality, Teleportation and Other Quantum Marvels”
Nicolas Gisin – Springer 2014
Obiettivi Formativi
Fornire allo studente gli elementi per comprendere alcuni aspetti di fisica dei sistemi complessi, fenomeni ondulatori, meccanica quantistica e le loro applicazioni.
Prerequisiti
Conoscenza di base di analisi matematica e di geometria. Conoscenza di base di fisica generale.
Metodi Didattici
Lezioni frontali, visione di materiali multimediali, visita ai laboratori
Altre Informazioni
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Modalità di verifica apprendimento
Colloquio orale su una parte concordata del programma, con approfondimento di un argomento.
Programma del corso
Fisica dei Sistemi Complessi
Modelli basso dimensionali. Punti fissi, cicli limite, caos. Teoria delle biforcazioni. Applicazioni.
Processi stocastici. Processi di Markov. Equazione maestra. Eq. Fokker-Planck e Langevin. Dalla formulazione stocastica al limite deterministico: approssimazioni di campo medio e fluttuazioni. Metodi Montecarlo.
-Onde e Ottica-
Oscillatore armonico, risonanza, fattore di merito, tuning circuits, larghezza di riga, laser Q-switched (cenni)
Corda vibrante, equazione d'onda di d'Alembert, serie e trasformata di Fourier (richiami). Onde sonore, onde meccaniche (cenni), onde elettromagnetiche, spettro elettromagnetico,
Onde elettromagnetiche piane e sferiche. Bilancio energetico del campo elettromagnetico (Teorema di Poynting). Dispersione ottica. Riflessione metallica.
Interferenza, coerenza spaziale e temporale.
Diffrazione di Fraunhofer e di Fresnel. Limite dell'Ottica geometrica. Strumenti Ottici
Elementi di Fisica Quantistica-
Richiami di Meccanica Quantistica: dualismo onda-particella; Sovrapposizioni di stati quantistici (singola particella); sistema a 2 livelli, introduzione della sfera di Bloch (Q-bit), teorema di no cloning e Crittografia quantistica (BB84); Sovrapposizioni di due particelle (EPR): entanglement, disuguaglianze di Bell (e verifica sperimentale), teletrasporto quantistico
Laser: Principi di funzionamento, esempi di applicazioni (taglio, stampanti 3D, sensori);