Obiettivi Formativi

Il Corso intende fornire competenze sperimentali nello studio della fisica della materia condensata, fornendo agli studenti la capacità di eseguire esperimenti spettroscopici avanzati con lo scopo di analizzare e interpretare criticamente i risultati ottenuti. L'attenzione sarà focalizzata sull'utilizzo di diverse tecniche ottiche e vibrazionali per lo studio delle proprietà strutturali e dinamiche di diversi tipi di materiali, operando su diverse scale spazio-temporali.

Learning Goals

The Course intends to provide experimental skills in the study of condensed matter physics, furnishing to the students the ability to perform advanced spectroscopic experiments with the aim to analyse and critically interpret the obtained results. The attention will be focused on the use of different optical and vibrational techniques for studying structural and dynamics properties of different kinds of materials, operating on different spatio-temporal scales.

Metodi didattici

Lezioni frontali ed esercitazioni in laboratorio con realizzazione di esperimenti di spettroscopia, anche con utilizzazione di strumentazioni portatili. Come supporto all’attività didattica, si utilizzeranno la lavagna e presentazioni in power point.

Teaching Methods

Front lessons and laboratory practicals performing spectroscopy experiments, even with the use of portable instruments. As a support to the teaching activity, the blackboard and power point presentations will be used.

Prerequisiti

Conoscenze approfondite di elettromagnetismo e struttura della materia

Prerequisites

In-depth knowledge of electromagnetism and structure of matter.

Verifiche dell'apprendimento

Le modalità di verifica dell’apprendimento consistono in due prove in itinere sostenute dagli studenti durante il corso e delle quali si terrà conto nella valutazione finale. Il superamento dell'esame finale prevede la prova orale con presentazione di relazioni sugli esperimenti reaizzati in laboratorio.

Assessment

The learning assessment procedures consist of two itinere tests sustained by students during the course and which will be taken into account in the final assessment. Passing the final exam includes the interview with presentation of reports on the experiments carried out in the laboratory.

Programma del Corso

- RILEVAZIONE DEI LIVELLI DI ENERGIA: La struttura atomica e molecolare. - LA SIMMETRIA MOLECOLARE: La simmetria molecolare. La classificazione delle molecole secondo la simmetria. - La determinazione della struttura molecolare mediante spettri rotazionali e vibrazionali. - FONTI DI RADIAZIONI. - TECHNICHE SPETTROSCOPICHE: Tecniche dispersive. Tecniche in trasformata di Fourier. Dispersione Raman. Assorbimento infrarosso. Intensità e larghezza delle righe spettrali. Vibrazioni molecolari. Le regole di selezione. L'anarmonicità. - Transizioni elettroniche. Fluorescenza e fosforescenza. Spettroscopia di fluorescenza a raggi X. - ESERCITAZIONI IN LBORATORIO: Acquisizione, elaborazione ed interpretazione di dati sperimentali mediante: 1) spettroscopia ad assorbimento infrarosso. 2) Spettroscopia Raman 3) XRF (fluorescenza a raggi X).

Course Syllabus

- DETECTION OF ENERGY LEVELS: The atomic and molecular structure. - MOLECULAR SYMMETRY: Molecular symmetry. The classification of molecules according to symmetry. - Determination of the molecular structure by means of rotational and vibrational spectra. - SOURCES OF RADIATIONS. - SPECTROSCOPIC TECHNIQUES: Dispersive techniques. Fourier transform techniques. Raman dispersion. Infrared absorption. Intensity and width of the spectral lines. Molecular vibrations. The selection rules. Anharmonicity. - Electronic transitions. Fluorescence and phosphorescence. X-ray fluorescence spectroscopy - LABORATORY EXERCISES: Acquisition, processing and interpretation of experimental data through: 1) infrared absorption spectroscopy. 2) Raman spectroscopy 3) XRF (X-ray fluorescence).