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Dipartimento di Fisica

Sei in »» Didattica » Laurea Magistrale in Scienza e Ingegneria dei Materiali Innovativi e Funzionali » Insegnamenti

Luce di Sincrotrone per la Scienza dei Materiali (Lezioni ed Esercitazioni)

Corso di Studio:Corso di Studio: , Anno Accademico 2014/2015

_INSEGNAMENTI_SSD1 Sett. Scien./disciplinare: FIS/07

Tipologia Attività Formativa: Tipologia Attività Formativa: Altre Attività Formative

Ambito Disciplinare: Ambito Disciplinare: A scelta dello studente

Docente:Docente: Agostino Raffaele Giuseppe

Tipologia di Copertura: Tipologia di Copertura: Compito Didattico

CFU CFU: 5

Periodo didattico: Periodo didattico: Secondo Semestre

Anno Corso: 2

Ore di lezione: Ore di lezione: 32

Ore di esercitazione: Ore di esercitazione: 12

Ore di studio individuale: Ore di studio individuale: 81

Informazioni sull'insegnamento: Informazioni sull'insegnamento:


Programma

Parte istituzionale
Anelli di accumulazione come sorgenti di luce di sincrotrone
Sorgenti di luce di sincrotrone di prima, seconda e terza generazione. Sorgenti future. Brillanza e sue evoluzione. Caratteristiche salienti della LdS. Elementi costruttivi di un anello di accumulazione. Orbita ideale e reale. Emittanza. Struttura temporale e cavità a radio frequenza. Curva universale per la potenza emessa; cono di apertura; polarizzazione.
Radiazione di dipolo elettrico;
Calcolo dell'ampiezza del campo EM emesso da un dipolo oscillante in approssimazione di campo lontano.
Effetto Doppler relativistico
Spostamento di frequenza e vettore d'onda di un'onda piana osservata in due sistemi di riferimento inerziali diversi.
Emissione;
Origine delle proprietà di emissione dei magneti curvanti, wiggler ed ondulatori. Flusso, emittanza e brillanza. Polarizzazione. Coerenza e lunghezze di coerenza. Banda passante, divergenza angolare, dimensione della sorgente derivante dal principio di indeterminazione
Interazione: Introduzione all'interazione radiazione – materia;
Descrizione qualitativa dei fenomeni di interazione radiazione – materia nell'intervallo spettrale dell'ultravioletto da vuoto (VUV) e dei raggi X: diffusione elastica (Thomson) ed anelastica (Compton), assorbimento fotoelettrico. Soglie di assorbimento. Meccanismi di diseccitazione. Indice di rifrazione e funzione dielettrica. Assorbimento e dispersione. Modello ad oscillatori smorzati. Interazione: Derivazione delle relazioni KK come conseguenza della causalità tra D ed E.
Diffrazione di raggi X;
Sezione d'urto per diffusione Thomson da 1 elettrone, il fattore di forma atomico per un atomo costituito da Z elettroni liberi. I reticoli cristallini: Strutture cristalline, reticoli di Bravais, direzioni e piani reticolari, vettori primitivi del reticolo, il reticolo reciproco, relazione tra i vettori di reticolo reciproco ed i piani reticolari. Applicazioni allo studio di proprietà chimico-fisiche dei materiali.
Spettroscopia di assorbimento di raggi X;
Richiami di teoria delle perturbazioni dipendenti dal tempo, derivazione della regola d'oro di Fermi. Interazione radiazione – materia in approccio semi classico, Hamiltoniana di interazione, sezione d'urto di assorbimento in approssimazione di dipolo elettrico. Regole di selezione sui numeri quantici di momento angolare magnetico ed orbitale; Applicazioni allo studio di proprietà chimico-fisiche dei materiali.

Spettroscopia di fotoemissione

Principi di spettroscopia a Raggi X e UV. Dipendenza angolare dell’emissione. Diffrazione degli elettroni fotoemessi. Applicazioni allo studio di proprietà chimico-fisiche dei materiali.

Testi di riferimento

Atti Scuola di Pula: “Synchrotron Radiation: Fundamentals, Methodologies and Applications”, edited by S. Mobilio and G. Vlaic, Società Italiana di Fisica, Atti di Conferenze, volume 82, Bologna (2003).
J. Als – Nielsen and D. McMorrow, “Introduction to Modern X-ray Physics”, Wiley, , 2001.
J.D. Jackson, “Classical Electrodynamics”, 2nd edition, Wiley, (1975).
B.H. Bransden and C.J. Joachain, “Physics of atoms and molecules”, 2nd edition, Prentice Hall (2003)
S. Gasiorowicz, “Quantum Physics”, 2nd edition, Wiley, (1996).
N.W. Ashcroft and N.D. Mermin, “Solid State Physics”, Saunders, Fort Worth (1976).

Obiettivi formativi

Al termine del corso, lo studente possiede conoscenze, a livello medio-avanzato, relative a: - caratteristiche delle sorgenti di luce di sincrotrone; - interazione raggi X - materia; - principali tecniche sperimentali: diffrazione di raggi X, spettroscopia di assorbimento di raggi X, fotoemissione; - altre tecniche sperimentali: diffusione a basso angolo, dicroismo magnetico circolare.

Note

Lingua d'insegnamento: Italiano
Modalità di erogazione: Frontale
Modalità di frequenza: Obbligatoria

Commissione d'esame
Presidente Raffaele Giuseppe Agostino
Commissari Roberto Bartolino, Antonio De Luca, Vincenzo Formoso

Anno Accademico