PLS - IN PRESENZA
N.25 studenti
Cosa succede se elettroni e fotoni interagiscono tra loro?
Dal 4/2/2024 al 16/2/2024
Fisica e Astronomia “Augusto Righi” - DIFA
Modalità di erogazione
In presenza, 4 incontri
Bologna, 1° incontro: Aula TBD, Viale Berti Pichat 6/2; 2° incontro: laboratorio didattico, Viale Berti Pichat 6/2; 3° incontro: laboratorio didattico, Viale Berti Pichat 6/2; 4° incontro: laboratorio didattico, Viale Berti Pichat 6/2
(indicazione di massima, le aule e le strutture assegnate possono cambiare, sarà cura del coordinatore/trice del progetto avvisare le scuole di eventuali cambiamenti).
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 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.
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.
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. Gli argomenti dei laboratori sono i seguenti: 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.
Le informazioni relative alle modalità di iscrizione e all'organizzazione del percorso sono disponibili al sito: Piano Lauree Scientifiche Unibo - PLS Unibo.