Elettroni e fotoni: incontri ravvicinati?
IL CORSO È ORGANIZZATO IN QUATTRO INCONTRI, DI CUI UNA LEZIONE FRONTALE E TRE LABORATORI A SCELTA FRA QUATTRO PROPOSTE.
DURANTE LE LEZIONI FRONTALI GLI STUDENTI E LE STUDENTESSE COMPRENDERANNO COME DA UN INCONTRO RAVVICINATO ELETTRONE-FOTONE SIA POSSIBILE CONOSCERE LE CARATTERISTICHE MICROSCOPICHE DI UN ATOMO E DI UN SOLIDO, PROPRIETÀ DESCRITTE DALLA TEORIA QUANTISTICA DELLA MATERIA.
DURANTE I LABORATORI, COADIUVATE/I DA TUTOR (STUDENTESSE E STUDENTI DI DOTTORATO), GLI STUDENTI E LE STUDENTESSE SARANNO IN GRADO DI REALIZZARE ESPERIMENTI IN CUI, MISURANDO GRANDEZZE MACROSCOPICHE COME TENSIONI, CORRENTI, INTENSITÀ DI LUCE, OTTERRETE INFORMAZIONI RELATIVE ALLE PROPRIETÀ MICROSCOPICHE DEI MATERIALI.
NEL LABORATORIO COMPUTAZIONALE LE GRANDEZZE MICROSCOPICHE VERRANNO CALCOLATE ATTRAVERSO SIMULAZIONI NUMERICHE AL COMPUTER.
Prof.ssa Daniela Cavalcoli, Prof.ssa Beatrice Fraboni, Prof. Federico Boscherini
- comprendere alcuni aspetti fondamentali dell’interazione radiazione - materia
- comprendere alcuni elementi della ricerca attuale e capire cosa vuol dire fare ricerca responsabile nei confronti dell’ambiente e della società (RRI- Responsible Research and Innovation)
- comprendere in che modo la ricerca scientifica può essere determinante nella soluzione delle sfide attuali della nostra società
- cogliere l’interdisciplinarità tra varie discipline coinvolte nello studio dei materiali (fisica, chimica, ingegneria)
- sviluppare la capacità di condurre un esperimento in un laboratorio avanzato di fisica della materia, e di elaborare i dati ottenuti
- sviluppare competenze trasversali nei seguenti ambiti: lavoro di gruppo, progettazione, comunicazione scientifica
Gli argomenti trattati durante le lezioni frontali sono i seguenti:
- Atomo di Bohr, radiazione caratteristica, legge di Moseley, cenni sui rivelatori di radiazione.
- Proprietà elettriche e ottiche della materia, isolanti conduttori, semiconduttori, modello microscopico per l’interpretazione della conducibilità elettrica nei solidi. Alcune applicazioni: dispositivi optoelettronici (celle solari fotovoltaiche, LED, LASER).
- Principi di base della modellizzazione computazionale dei materiali.
- la radiazione caratteristica degli atomi, il modello di Bohr e la legge di Moseley,
- proprietà elettriche di semiconduttori e misura del gap di energia.
- proprietà ottiche di semiconduttori e misura del gap di energia.
- Calcolo numerico del gap di energia con metodi computazionali
Il corso-laboratorio rientra nelle attività del progetto OPH - Open Physics Hub
Modalità di erogazione: In presenza
Laboratorio 1 - Elettroni e fotoni: incontri ravvicinati?
Cosa succede quando elettroni e fotoni si incontrano tra loro? Se lo fanno nel vuoto o nella materia, cambia qualcosa?
Lo studio dell’interazione tra la luce (e più in generale la radiazione elettromagnetica) e la materia è stata alla base di importanti scoperte ed avanzamenti nella comprensione del mondo fisico; per esempio, grazie allo studio dell’effetto fotoelettrico, Einstein poté proporre l’esistenza dei fotoni. Oggigiorno, l’interazione tra fotoni e materia, ed in particolare tra fotoni ed elettroni è sia un fondamentale strumento per lo studio delle proprietà fisiche della materia, sia alla base di innumerevoli dispositivi, ad esempio, le luci basate sui LED (Light Emitting Device) i laser, le celle solari fotovoltaiche.
La conoscenza scientifica e lo sviluppo di nuovi materiali hanno avuto negli ultimi anni un impatto determinante nello sviluppo di tecnologie che stanno contribuendo alla mitigazione dei cambiamenti climatici in atto, si pensi appunto alle celle solari fotovoltaiche e alle lampadine basate sui LED che hanno un basso consumo energetico.
Il corso-laboratorio vi permetterà di:
• comprendere alcuni aspetti fondamentali dell’interazione radiazione - materia
• comprendere alcuni elementi della ricerca attuale e capire cosa vuol dire fare ricerca responsabile nei confronti dell’ambiente e della società (RRI- Responsible Research and Innovation)
• comprendere in che modo la ricerca scientifica può essere determinante nella soluzione delle sfide attuali della nostra società
• cogliere l’interdisciplinarità tra varie discipline coinvolte nello studio dei materiali (fisica, chimica, ingegneria)
• sviluppare la capacità di condurre un esperimento computazionale e/o in un laboratorio avanzato di fisica della materia, e di elaborare i dati ottenuti
• sviluppare competenze trasversali nei seguenti ambiti: lavoro di gruppo, progettazione, comunicazione scientifica.
LABORATORIO 1 - Elettroni e fotoni: incontri ravvicinati?
LABORATORIO 1 - Elettroni e fotoni: incontri ravvicinati?
ISCRIZIONI CHIUSE
Laboratorio adatto per studenti di classi V e IV
Max 25 studenti
Periodo: febbraio 2024
Numero incontri: 4, di cui 3 di laboratorio
