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