Esperimentazioni di Fisica III

Esperimentazione di Fisica III
Prof. Vincenzo NASSISI
Analisi delle reti lineari: Si sviluppa la tecnica di risoluzione delle reti mediante le
trasformate di Laplace. Questa tecnica consente di avere la
risoluzione di un qualsiasi circuito eccitato con un generico segnale.
Rete e circuito. Elementi di circuito e geometria delle reti. Metodo delle correnti alle maglie e delle tensioni
ai nodi. Trasformata di Laplace, funzione di trasferimento, fattorizzazione di una funzione di trasferimento e
calcolo dei residui. Antitrasformata di una funzione razionale con poli semplici reali, con poli reali molteplici e
con poli complessi coniugati. Funzione di trasferimento e risposta ad eccitazioni unitarie.
Stabilita` di una rete, risposta in frequenza di una rete. Partitore di tensione e di corrente. Circuito derivatore
ed integratore. Bipoli: Introduzione, bipolo reciproco, simmetrico, passivo ed attivo. Impedenza d’ingresso e
d’uscita. Impedenza caratteristica. Oscilloscopio a raggi catodici; funzionamento del sincronismo, oscilloscopio
digitale; funzionamento del campionamento; campionamento in tempo reale e in tempo equivalente.
Semiconduttori: Si introduce il semiconduttore e i primi elementi attivi fondamentali. Si
realizzano i primi circuiti elettronici e si verifica il funzionamento
ponendo le basi per la progettazione di circuiti più complessi.
Semiconduttore, isolante e conduttore. Mobilità e conduttività. Struttura a bande di un semiconduttore.
Concentrazione dei portatori in un semiconduttore intrinseco ed in un semiconduttore drogato. Giunzione P-N.
Differenza di potenziale di contatto. Diodo: resistenza caratteristica equivalente, resistenza differenziale.
Simulazione di un diodo. Retta di carico. Raddrizzatore ad una semionda e fattore di ripple. Raddrizzatore a
doppia semionda. Duplicatori e moltiplicatori di tensione. Diodo Zener; caratteristica e stabilizzazione di
tensione con diodo Zener. Transistor; introduzione, amplificatore di corrente per ampi segnali. Configurazione
ad emettitore comune a collettore comune ed a base comune. Effetto Early. Analisi grafica della configurazione
ad emettitore comune. Circuito equivalente per piccoli segnali di bassa frequenza con parametri ibridi.
Amplificatore; resistenza d’ingresso, amplificazione di corrente, amplificazione di tensione e resistenza di uscita
per le tre configurazioni circuitali. Variazione del punto di lavoro con la temperatura e sistemi di
autopolarizzazione.
Amplificatore autopolarizzato ad emitter comune; caratteristiche, banda passante e progetto della capacita` di
emitter. Connessione Darlington. Generatori di corrente.
Reazione; oscillatori, criterio di Barkhausen. Impulsatori. Generatori a dente di sega. Multivibratori; astabile
monostabile e bistabile. FET: generalità e polarizzazione.
Ottica fisica: Si evidenzia il comportamento ondulatorio della luce e si preparano le basi
per comprendere gli aspetti più moderni della fisica.
Laser; assorbimento, emissione spontanea e stimolata. Guadagno di un mezzo laser e condizioni di soglia.
Sistemi di pompaggio. Cenni sul laser a He-Ne ed ad eccimeri. Legge di Snell, polarizzazione, mezzi anisotropi
e lamine a /2 e /4, interferenza, fenomeni di diffrazione prodotti da una fenditura rettangolare, da un’apertura
circolare, da due fenditure e da una corona circolare. reticoli di diffrazione; reticolo a trasmissione e a
riflessione. Monocromatore. Cenni ed evidenze sperimentali sull’ottica quantistica, dualismo e fotoni telematici.
Come si può vedere, dal dettaglio del programma, gli argomenti principali sono l’elettronica
lineare, l’elettronica non lineare, lo stato solido, l’ottica ondulatoria e l’avvio alla fisica moderna.
Tutto ciò pone le basi per affrontare qualsiasi indirizzo ( teorico-generale struttura della materia, fisica
nucleare, astrofisica ecc.) e varie problematiche di ricerca.
Testi: Dispense e guide alle esperienze a cura del docente
Dispensa “ Reti lineari”
Dispensa “ Elettronica”
Dispensa “Ottica ondulatoria e quantistica”
-Regolazione Automatica Schaum
-Millman Alkias “ Micro-elettronica
-Alons Finn Fondamenti di fisica III
-Rossi Ottica
Limiti di misura dell’oscilloscopio
Circuito derivatore CR
Circuito integratore RC
Circuito Oscillante
Studio del campo elettro-magnetico prodotto da una bobina
Caratteristica statica e dinamica di un diodo
Capacita’ della giunzione di un diodo
Progettazione di un fotometro
Raddrizzatore di tensione
Raddrizzatore stabilizzato
Polarizzazione di un transistor ad emitter comune
Amplificatore ad emettitore comune
Amplificatore a collettore comune
Amplificatore ad emettitore comune autopolarizzato
Oscillatore a sfasamento
Multivibratore astabile
Studio dei fenomeni di diffrazione
Studio dei fenomeni di interferenza
Monocromatore