UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI MILANO-BICOCCA
A.A. 2007/2008
Corso di Laurea in Fisica
Codice
512133
Denominazione ALGEBRA LINEARE E GEOMETRIA - MUTUATO
CFU
10
Settore/i
MAT/03
Anno di corso
1
Codice
512134
Denominazione ANALISI MATEMATICA I - MUTUATO
CFU
10
Settore/i
MAT/05
Anno di corso
1
Codice
512016
Denominazione ELEMENTI DI CHIMICA
CFU
6
Settore/i
CHIM/03
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Introdurre concetti fondamentali di teoria del legame chimico, proprietà e
reattività di sostanze gassose, liquide e solide.
Prerequisiti: Nozioni di matematica e fisica di scuola secondaria
Programma: Il corso fornisce una introduzione agli aspetti fondamentali della chimica generale e inorganica. Dopo una introduzione alla teoria del legame chimico, vengono trattati gli aspetti di struttura e proprietà di gas, liquidi e solidi e delle rispettive transizioni di fase. Particolare attenzione è data
alle reazioni di equilibrio in soluzione (acidi, basi, soluzioni, ecc.) e alle reazioni elettrochimiche (proprietà redox, celle galvaniche, ecc.). Il corso comprende una parte di esercizi e una parte di lezioni
frontali. L’esame è scritto e consiste in alcuni problemi di stechiometria e in domande di teoria.
Codice
512149
Denominazione ESPERIMENTAZIONI DI FISICA
CFU
8
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Calvi Marta
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Maggior comprensione delle leggi della meccanica, termodinamica ed
ottica attraverso lo studio diretto dei fenomeni. Imparare ad effettuare misure, elaborare i dati raccolti
Pag. 1/66
e valutare criticamente i risultati ottenuti.
Programma: Il corso comprende alcune lezioni sulla teoria degli errori di misura, elementi di probabilità e statistica, di analisi ed elaborazione dei dati, ed una serie di esperimenti svolti in laboratorio dagli
studenti, a gruppi di tre.
Argomenti degli esperimenti: studio di moti e oscillazioni, pendolo semplice e composto, urti centrali
elastici ed anelastici, misura della costante di gravitazione universale, onde elastiche su una corda
tesa, onde sonore in un tubo aperto e chiuso, misure di densità e di viscosità, misure di calorimetria,
studio di compressioni ed espansioni di gas, misure di elettrostatica e misure di ottica geometrica.
Codice
512010
Denominazione FISICA I (I MODULO)
CFU
5
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Pullia Antonino
Programma
Obiettivi dell’insegnamento:
Fornisce le basi della meccanica classica del punto e dei sistemi ; introduce i concetti di simmetria e
le Leggi di Conservazione.
Programma: La Misura; Moto in una dimensione; Vettori; Moto in due e tre dimensioni; le Forze e la
leggi di Newton; Dinamica delle particelle; Lavoro ed Energia; Conservazione dell’Energia; Sistemi di
particelle; Urti; Cinematica Rotazionale; Dinamica Rotazionale; Momento Angolare; Equilibrio dei corpi
rigidi; Oscillazioni; Gravitazione .
Codice
512014
Denominazione FISICA I (II MODULO)
CFU
10
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Pullia Antonino
Programma
Obiettivi dell’insegnamento:
Fornisce le basi della termodinamica ed introduce I concetti della relativita ` speciale.
Programma: Statica dei Fluidi; dinamica dei Fluidi; onde; acustica; relativita speciale; temperatura;
teoria cinetica dei gas; meccanica statistica; il calore ed il I principio; l entropia ed il II principio.
Pag. 2/66
Codice
512130
Denominazione LABORATORIO DI INFORMATICA PER LA FISICA I
CFU
5
Settore/i
INF/01
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Nozioni di base della programmazione di elaboratori, algoritmi e strutture di dati
Codice
512135
Denominazione ANALISI MATEMATICA II - MUTUATO
CFU
10
Settore/i
MAT/05
Anno di corso
2
Codice
512017
Denominazione FISICA II (I MODULO)
CFU
5
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
2
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto; Voto finale
Docente titolare Fontanesi Marcello
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Insegnamento dei fondamenti della fisica classica: elettrostatica nel
vuoto, ma-gnetostatica nel vuoto e correnti stazionarie
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi due semestri.
Programma: Analisi vettoriale: Campi e Linee di forza, Operatori differenziali e integrali, Teorema della
di-vergenza e del rotore.
Elettrostatica nel vuoto: Legge di Coulomb, Campo elettrico, Potenziale elettrico ed energia
potenziale, Teore-ma di Gauss, Conduttori ed isolanti, Induzione elettrostatica, Capacità,
Condensatori in serie e parallelo, Energia elettrostatica.
La corrente elettrica stazionaria: Intensità e Densità di corrente, Conducibilità elettrica, Resistività e
legge di Ohm, Tempo di rilassamento, Forze elettromotrici, Collegamenti tra resistori, Legge di Joule
Magnetostatica nel vuoto: Induzione magnetica, Forza agente su una carica in moto, Forza agente su
un circuito percorso da corrente, Seconda formula di Laplace, Legge di Biot e Savart, Prima formula di
Laplace, Forza a-gente tra due circuiti percorsi da corrente, Legge della circuitazione di Ampére,
Flusso magnetico
Pag. 3/66
Codice
512021
Denominazione FISICA II (II MODULO)
CFU
10
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
2
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Fontanesi Marcello
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Insegnamento dei fondamenti della fisica classica: induzione
elettromagnetica, elettrostatica e magnetostatica nei mezzi materiali, onde elettromagnetiche e ottica
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi tre semestri.
Programma: Induzione elettromagnetica: Legge di Faraday-Neumann-Lenz, Auto- e mutua-induzione,
Energia del campo elettromagnetico. Elettrostatica nei mezzi materiali: Sviluppo in multipoli, Forza ed
energia potenzia-le di un dipolo, Polarizzazione elettrica, Teorema di Gauss nei dielettrici, Suscettività
e permettività dielettrica. Magnetostatica nei mezzi materiali: Magnetizzazione, Legge di Ampére nei
materiali magnetizzati, Suscettività e permittività magnetica, Materiali dia-, para- e ferromagnetici.
Onde elettromagnetiche: Equazioni di Maxwell, Teorema di Poynting, Quantità di moto, energia e
intensità delle onde elettromagnetiche, Radiazione di una ca-rica accelerata e di dipolo, Condizioni al
contorno per i campi. Ottica: Riflessione e rifrazione, Legge dell'icona-le, Principio di Fermat,
Polarizzazione, Interferenza, Velocità di fase e di gruppo, Principio di Huygens-Fresnel, Diffrazione,
Dispersione, Mezzi anisotropi.
Codice
512136
Denominazione FISICA III (I MODULO)
CFU
5
Settore/i
FIS/03
Anno di corso
2
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Baldini Giancarlo
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Presentazione di: a) fenomenologie che mostrano l’inadeguatezza della
fisica classica alla loro descrizione, b) conseguente formulazione di nuovi modelli che introducono alla
fisica quanti-stica, c) applicazione di modelli teorici a casi rappresentativi e d) esercitazioni alla
soluzione di problemi.
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi tre semestri.
Programma: Mod. 1 - Corpuscolarità della materia e della carica. Equipartizione dell’energia, moto
bro-wniano e numero di Avogadro, calori specifici ed esperimenti di Thomson e Millikan.
Comportamento non classico della radiazione e.m.. Cenni di spettroscopia. La radiazione termica e il
“corpo nero”. La quantizza-zione di Planck dell’oscillatore e.m.. L’effetto fotoelettrico e il fotone
secondo Einstein. Elementi di mecca-nica statistica classica e quantistica. I modelli di Einstein e di
Debye per il calore specifico dei solidi isolanti e l’anomalia dei metalli.
Mod. 2 - L'atomo. Spettri atomici e regolarità delle serie spettrali. L’ipotesi nucleare di Rutherford e il
model-lo atomico di Bohr. La struttura fina dell'atomo di H. Lo spin dell'elettrone. Allargamento
termico delle righe. Onde e.m. o fotoni? Spettri continui e a righe dei raggi X. Diffrazione alla Bragg.
L’effetto Compton. Parti-celle o onde? Diffrazione di particelle; propagazione; indeterminazione di
Heisenberg. Ancora spettroscopia. Struttura iperfina. Il laser. Indice di rifrazione e assorbimento della
luce nei gas e nei dielettrici secondo il mo-dello di Lorentz.
Principali testi consigliati:
D. Halliday, R.Resnick e K. S. Krane, "Fisica 2", Casa Editrice Ambrosiana, 1994.
M. Alonso e E. Finn, "Fund. Univ. Phys" Vol. III, "Quantum & Stat. Phys.", Add-Wesley.3
Richtmyer-Kennard-Cooper, ”Introd. to Modern Physics.”, Tata-McGraw-Hill, reprint 1988
Pag. 4/66
Codice
512137
Denominazione FISICA III (II MODULO)
CFU
5
Settore/i
FIS/04
Anno di corso
2
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Baldini Giancarlo
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Presentazione di: a) fenomenologie che mostrano l’inadeguatezza della
fisica classica alla loro descrizione, b) conseguente formulazione di nuovi modelli che introducono alla
fisica quanti-stica, c) applicazione di modelli teorici a casi rappresentativi e d) esercitazioni alla
soluzione di problemi.
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi tre semestri.
Programma: Mod. 1 - Corpuscolarità della materia e della carica. Equipartizione dell’energia, moto
bro-wniano e numero di Avogadro, calori specifici ed esperimenti di Thomson e Millikan.
Comportamento non classico della radiazione e.m.. Cenni di spettroscopia. La radiazione termica e il
“corpo nero”. La quantizza-zione di Planck dell’oscillatore e.m.. L’effetto fotoelettrico e il fotone
secondo Einstein. Elementi di mecca-nica statistica classica e quantistica. I modelli di Einstein e di
Debye per il calore specifico dei solidi isolanti e l’anomalia dei metalli.
Mod. 2 - L'atomo. Spettri atomici e regolarità delle serie spettrali. L’ipotesi nucleare di Rutherford e il
model-lo atomico di Bohr. La struttura fina dell'atomo di H. Lo spin dell'elettrone. Allargamento
termico delle righe. Onde e.m. o fotoni? Spettri continui e a righe dei raggi X. Diffrazione alla Bragg.
L’effetto Compton. Parti-celle o onde? Diffrazione di particelle; propagazione; indeterminazione di
Heisenberg. Ancora spettroscopia. Struttura iperfina. Il laser. Indice di rifrazione e assorbimento della
luce nei gas e nei dielettrici secondo il mo-dello di Lorentz.
Principali testi consigliati:
D. Halliday, R.Resnick e K. S. Krane, "Fisica 2", Casa Editrice Ambrosiana, 1994.
M. Alonso e E. Finn, "Fund. Univ. Phys" Vol. III, "Quantum & Stat. Phys.", Add-Wesley.3
Richtmyer-Kennard-Cooper, ”Introd. to Modern Physics.”, Tata-McGraw-Hill, reprint 1988
Codice
512131
Denominazione LABORATORIO DI FISICA
CFU
10
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
2
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Ragazzi Stefano
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: osservazione sperimentale di fenomeni fondamentali dell’ottica e
dell’elettromagnetismo classici; apprendimento dei metodi di misura e dell’uso corretto degli strumenti;
l’applicazione e lo sviluppo di tecniche di elaborazione di dati.
Programma: Il corso si articola in 24 ore di lezioni introduttive, 92 ore di laboratorio e 15 ore di
esercitazioni dedicate al controllo del lavoro svolto e dell’apprendimento dello studente. Durante le ore
di laboratorio gli stu-denti, in gruppi di tre, svolgono osservazioni quantitative su fenomeni di ottica
geometrica e ondulatoria, nel vi-sibile e nel dominio delle microonde, su semplici circuiti elettrici
costituiti da un generatore, in CC e in CA, e da una rete di elementi passivi (R, L, C in diverse
configurazioni), e sulla caratteristiche di linee di trasmissione.
I dati raccolti ed elaborati vengono presentati al termine del corso in relazioni scritte.
Pag. 5/66
Codice
A5120004
Denominazione LABORATORIO DI INFORMATICA PER LA FISICA II
CFU
5
Settore/i
ING-INF/07
Anno di corso
2
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Paganoni Marco
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Il laboratorio ha l’obiettivo di introdurre gli studenti all’utilizzo del
calcolatore per l’elaborazione dei dati.
Programma: Si approfondisce la conoscenza del sistema operativo Linux e del linguaggio C, già
affrontati nel laboratorio del I anno. Si discutono i metodi di stima dei parametri e di test di ipotesi. Si
applicano queste no-zioni a casi concreti di misure fisiche, con esercitazioni al calcolatore. Vengono
inoltre svolti semplici esercizi di analisi numerica per l’approssimazione di funzioni, il calcolo di
integrali e la soluzione di sistemi di equazio-ni.
Codice
512138
Denominazione SISTEMI DINAMICI E MECCANICA CLASSICA - MUTUATO
CFU
10
Settore/i
MAT/07
Anno di corso
2
Codice
512030
Denominazione COMPLEMENTI DI FISICA E ASTROFISICA NUCLEARE
CFU
4
Settore/i
FIS/05
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Brofferio Chiara
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Il corso intende soprattutto presentare allo studente le basi della fisica
subnucleare e di astrofisica moderna con particolare riferimento all’ astrofisica particellare. Il corso
comprende anche un cenno ai piu’ comuni rivelatori di particelle.
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi due anni e dei corsi di Elementi di
Struttura della Materia e di Introduzione alla Fisica Nucleare del Terzo anno
Programma: Particelle. Il concetto di particella elementare. I numeri quantici di vari tipi di parti-celle.
Il numero barionico, leptonico e di sapore e la loro conservazione. I vari tipi di neutrino e determinazioni della loro massa. Interazioni di adroni. Le risonanze. Gli adroni e la loro classificazione. Il modello standard. La struttura a quarks degli adroni. Simmetria delle particelle e leggi di conservazione. Violazione della P e C parita' nelle interazioni deboli. Interazioni deboli violanti e conservanti
la stranezza. L' angolo di Cabibbo. Unificazione delle interazioni elettromagnetiche e deboli. La grande unificazione e le sue conseguenze sperimentali. Conseguenze indirette della massa del neutrino:
violazione del numero leptonico ed oscillazioni del neutrino
Rivelatori di particelle. Rivelatori elettronici e visualizzanti. La camera ad ionizzazione. Il contatore
proporzionale. Contatori a molti fili,camere a deriva e camere a proiezione temporale. Il contatore di
Geiger-Muller ed i tubi a streamer. I rivelatori a scintillazione. I fotomoltiplicatori. Rivelatori a luce
Cerenkov. I vari tipi di rivelatori a semiconduttore. Cenni alla spettroscopia alfa e gamma. Rivelatori
per neutroni. Attivazione neutronica
Cenni di astrofisica e cosmologia
Proprietà di una stella : luminosità assoluta ed apparente, temperatura, massa ecc. Proprietà
Pag. 6/66
misurate e derivate del sole. Energia solare. I neutrini solari e la loro osservazione. L’evoluzione
stellare, buchi neri, stelle da neutroni, nane. La nostra galassia. Metodi di misura delle distanze. Le
supernove. La supernova SN87A. I raggi cosmici primari e secondari. Varie componenti dei raggi
cosmici. Onde gravitazionali. I campi magnetici galattici. Radiosorgenti . Le altre galassie. Calcolo non
relativistico dell’espansione dell’universo. Parametro di decelerazione e densità critica. La materia
oscura. Cenni alla teoria del Big Bang. Nucleosintesi e radiazione elettromagnetica di fondo
Codice
512103
Denominazione COMPLEMENTI DI FISICA SUBATOMICA
CFU
4
Settore/i
FIS/04
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Zanotti Luigi ernesto
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Apprendimento nel campo della Fisica Subatomica
Programma: Il corso intende fornire le nozioni fondamentali nel campo della fisica subnucleare. Gli
argomenti trattati riguardano la fenomenologia delle particelle subnucleari. Verranno anche trattati i
metodi di rivelazione delle particelle, inclusa la descrizione dei complessi apparati attualmente in uso
in questo campo. In particolare saranno trattati:
- l'evoluzione storica dalle prime scoperte (pione e muone) fino ad oggi
- le nozioni di base sulle interazioni di particelle
- l'interazione radiazione-materia e i rivelatori di particelle
- catalogazione delle particelle elementari e loro interazioni
Codice
512162
Denominazione COMPLEMENTI DI STRUTTURA DELLA MATERIA
CFU
4
Settore/i
FIS/03
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Benedek Giorgio
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: La struttura fisica, la meccanica statistica, le proprietà di trasporto e i
fenomeni collettivi della materia condensata.
Prerequisiti: Il corso di Elementi di Struttura della Materia.
Programma: Statistiche quantistiche. Bosoni: fotoni e fononi, calore specifico dei solidi, elio 4.
Fermioni: il gas di elettroni liberi, calore specifico elettronico. Materia condensata estesa: solidi, liquidi,
cluster. Tipi di soli-di vs. struttura elettronica. Elettroni liberi, elettroni in un potenziale periodico.
Trasporto nella materia conden-sata: metalli, semiconduttori. Giunzioni e dispositivi. Trasporto in
campo magnetico: effetto Hall classico e quantistico. Fenomeni collettivi: magnetismo,
superconduttività, superfluidità, condensazione di Bose-Einstein.
Pag. 7/66
Codice
512146
Denominazione ELEMENTI DI BIOFISICA E FISICA MEDICA
CFU
5
Settore/i
FIS/07
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Chirico Giuseppe
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Il corso intende soprattutto presentare allo studente le principali tecniche
di inda-gine della Biofisica e Fisica Medica.
Prerequisiti: insegnamenti di struttura della materia
Programma: Il corso prevede la trattazione di argomenti legati alla Fisica Biologica e Fisica Medica. In
parti-colare si parlerà della struttura di Proteine e DNA e della determinazione della loro struttura
molecolare: diffra-zione di raggi X, di luce visibile e di neutroni. Verranno dati elementi di ingegneria
genetica per Fisici e di ter-modinamica delle reazioni biochimiche. Si analizzeranno alcuni metodi
spettroscopici per la biologia molecola-re e la fisica medica: fluorescenza e assorbimento ottico,
osservazione diretta (microscopia), Risonanza magne-tica nucelare: struttura e imaging. Infine
verranno discussi alcuni effetti biologici delle radiazioni e sue applica-zioni.
Ulteriori informazioni al sito http://fisica.mib.infn.it/it/ricerca/homepages/biofisica/
Codice
512139
Denominazione ELEMENTI DI MECCANICA QUANTISTICA
CFU
5
Settore/i
FIS/02
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Destri Claudio
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Sviluppo dei concetti fondamentali e delle tecniche matematiche di base
della-Meccanica Quantistica con applicazioni a modelli e sistemi fisici semplici.
Prerequisiti: Meccanica classica ed Elettromagnetismo al livello del secondo anno della Laurea
Triennale
Programma: Elementi di teoria dei campi classica: principi variazionali; equazioni delle onde; mezzi
dispersi-vi. Meccanica Ondulatoria: dalla vecchia teoria dei quanti all'equazione di Schroedinger;
oseervabili fondamen-tali; principio di indeterminazione; l'espansione in autofunzioni; barriere e buche
di potenziale; l'oscillatore ar-monico; l'atomo di idrogeno; quantizzazione del momento angolare e spin
delle particelle; perturbazioni indi-pendenti dal tempo.
Interazione con un campo elettromagnetico classico: accoppiamento minimale e invarianza di gauge;
il caso del campo magnetico costante; perturbazioni dipendenti dal tempo e radiazione atomica;
emissione ed assorbimento
stimolati; emissione spontanea
Pag. 8/66
Codice
512140
Denominazione ELEMENTI DI STRUTTURA DELLA MATERIA
CFU
5
Settore/i
FIS/03
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Benedek Giorgio
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: La comprensione della struttura fisica e delle proprietà ottiche degli atomi
e delle molecole mediante lo strumento della meccanica quantistica.
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi tre semestri e il corso di Fisica III.
Programma: Introduzione elementare alla meccanica quantistica. L’atomo di idrogeno e idrogenoidi. Il
mo-mento angolare orbitale e di spin. Momenti magnetici. Interazione spin-orbita. Proprietà ottiche e
regole di sele-zione. Sistemi quantistici a più particelle. Simmetria della funzione d’onda. Spin semiinteri e principio di e-sclusione. L’atomo di elio e atomi a più elettroni. Teorie di Hartree e di HartreeFock. Schemi di accoppiamen-to. Regole di Hund. Effetti del campo magnetico. Le molecole: stati
elettronici e legame chimico, rotazioni e vi-brazioni. Spettroscopia molecolare.
Codice
512104
Denominazione ELETTRODINAMICA COSMICA
CFU
4
Settore/i
FIS/05
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Bonometto Silvio
Programma
Obiettivi dell'insegnamento:
Relativita' speciale ed elettrodinamica, con particolare rilievo alla
fisica dei processi di rilevanza aastrofisica.
Prerequisiti: I corsi di matematica e fisica di I e II anno.
Programma: Le basi fisiche della relativita' speciale. La formulazione lagrangiana nell'ambito della
relativita' speciale. Decadimenti e urti. Effetto Compton.
Effetto Compton inverso. Equazioni dell'elettromagnetismo in ambito relativistico. Trasformazioni di
campi e potenziali. Invarianti. Moto di particelle cariche in campi. Potenziali di Lienard Wiechert. Potenziali ritardati. Sviluppo in serie di multipoli. Radiazione di dipolo.
Effetto Thomson. Radiazione di sincrotrone. Radiazione di sincrotrone da distribuzioni di particelle.
Cenno alla Breemstrahlung.
Testo adottato: Landau Lifshitz, Teoria Classica del Campo.
Pag. 9/66
Codice
512153
Denominazione ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI (I MOD.)
CFU
5
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Introduzione agli strumenti matematici di base per l'elaborazione di
segnali digi-tali generati da apparati di misura di grandezze di interesse fisico
Programma: Rappresentazione matematica dei segnali discreti. Funzioni sinusoidali e
rappresentazione spet-trale dei segnali periodici e non periodici: relazione tempo-frequenza. Teoria
del campionamento: conversioni AD/DA ed aliasing. Filtri FIR (Finite Impulse Response): sistemi
lineari invarianti nel tempo (LTI). Risposta spettrale dei filtri FIR. Sistemi LTI in cascata. La
trasformata Z. Filtri IIR (Infinite Impulse Response). Ri-sposta spettrale dei filtri IIR. Analisi spettrali:
trasformata di Fourier discreta e veloce (DFT, FFT).
Codice
512081
Denominazione ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI (II MOD.)
CFU
4
Settore/i
ING-INF/07
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Allo studente vengono forniti i criteri per potere comprendere l’architettura
e po-tere utilizzare Microcontrollori e Digital Signal Porcessor.
Programma: Architettura tipica di un microcontrollore. Strutture di microcontrollori. I microcontrollori
basati sull’architettura 8051 e ARM. I cicli macchina e l’ottimizzazione delle prestazioni: istruzioni a
singolo ciclo, la pipeline, etc. Architettura tipica di un Digital Signal Processor. La serie TMS320 di
Texas Instruments e SHARC di Analog Devices. I concetti di MAC, barrel shifter, etc. Criteri di utilizzo
e selezione tra un micro-controllore ed un Digital Signal Processor. Aritmetica fixed-point e floatingpoint. Approssimazioni numeriche. L’interfaccia tra il mondo analogico e digitale: accenno all’uso di
amplificatori lineari per il trattamento dei se-gnali. Introduzione all’uso dei transistori nelle applicazioni
digitali. La connessione tra il mondo analogico e quello digitale: i convertitori da segnale analogici a
segnali digitali, ADC, ed i convertitori da segnali digitali a segnali analogici, DAC. Accenni alla logica
digitale (porte logiche, registri, ecc) e tecnologie digitali (TTL, CMOS, LVD, ecc). Accenni alle linee di
trasmissione.
Pag. 10/66
Codice
512144
Denominazione INTRODUZIONE ALL'ASTROFISICA
CFU
5
Settore/i
FIS/05
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento:
Fornisce le basi fenomenologiche ed osservative dei principali argomenti di studio dell’astrofisica.
Programma:
Misure Astronomiche: canali elettromagnetici e non di informazione astronomica, coordinate celesti,
grandezze fotometriche, principali parametri fisici delle sorgenti determinabili dalle osservazioni, scala
delle distanze, e-sercizi. Strumentazione Astronomica: telescopi per le diverse bande e.m., telescopi
per particelle, rivelatori associati ai diversi tipi di telescopio, esercizi. Stelle: classificazione,
diagramma H-R, struttura,
nucleosinte-si, evoluzione stellare, esercizi. Galassie: la Via Lattea,
classificazione di Hubble, cinematica,
gruppi e ammassi, AGN, esercizi. Modello Cosmologico
Standard: evidenze osservative del Big Bang, il fondo a micro-onde, esercizi.
Codice
512142
Denominazione INTRODUZIONE ALLA FISICA NUCLEARE
CFU
5
Settore/i
FIS/04
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Fiorini Ettore
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Il corso intende soprattutto presentare allo studente le basi della fisica
nucleare moderna e qualche sua applicazione ad altri campi della scienza quali la fisica ambientale e
medic, ed alle fonti di energia . Il corso comprende anche lo studio delle interazioni delle particelle
con la materia ed esercitazioni dedicate alla soluzione di problemi.
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi due anni e del corso di Elementi di
Struttura della Materia del I semestre del Terzo anno
Programma: CENNI DI FISICA NUCLEARE : Vari tipi di interazione e loro sezione d’urto, Cammino di
interazione e di assorbimento Vari tipi di nucleo. La separazione isotopica. Raggio e massa
nucleare. Difetto di massa ed energia di legame totale e media. Legge di disintegrazione radio-attiva.
Radioattività alfa, beta e gamma. La determinazione di massa del neutrino elettronico. L' effet-to
Mossbauer. Radioattività naturale ed artificiale. Equilibrio secolare e sua rottura. Unità di misura di
radioattività e di dosimetria delle radiazioni.Sistema SI. Cenno ai modelli nucleare. Massa nucleare.
Formula di Weiszacker. La scoperta del neutrone. Reazioni nucleari. Produzione naturale di trizio e di
Carbonio-14. Metodi di datazione. Elementi transuranici.. La fissione nucleare. Cenni ai reattori nucleari. Le reazioni di fusione all' interno del sole. La fusione terrestre. Cenni alla produzione di energia di
fusione. Momento magnetico del nucleo e risonanza magnetica nucleare. Esperimenti per la determinazione del momento magnetico del nucleo. Applicazione della risonanza magnetica nucleare in
medi-cina
LE INTERAZIONI DELLE PARTICELLE CON LA MATERIA Interazioni delle particelle cariche
(direttamente ionizzanti). Scattering alla Rutherford di una particella. Interazione di una particella carica in relazione al parametro di impatto . Ionizzazione ed eccitazione. Perdita di energia di collisione
per particelle pesanti ed elettroni. Fluttuazioni della perdita di energia. Ionizzazione primaria totale e
probabile di una particella. Perdita di energia per radiazione e suo confronto con la perdita di energia
per ionizzazione in funzione dell’energia. Range e straggling. La curva di Bragg in radioterapia. Effetto Cerenkov. Interazione dei fotoni con la materia: sezione d' urto e coefficente di assorbimento masPag. 11/66
sico. Effetto fotoelettrico, effetto Compton e formazione di coppie. Loro sezione d’urto in funzione
dell’energia e del numero atomico
Codice
512154
Denominazione INTRODUZIONE ALLA FISICA SUBATOMICA
CFU
5
Settore/i
FIS/04
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Zanotti Luigi ernesto
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Apprendimento delle nozioni basilari nel campo della Fisica Subatomi-ca
Programma: Il corso intende fornire le nozioni fondamentali nel campo della fisica
subnucleare. Gli argomenti trattati riguardano la fenomenologia delle particelle
subnucleari. Verranno anche trattati i metodi di rivelazione delle particelle, inclusa la descrizione deicomplessi apparati attualmente in uso in questo campo.
In particolare saranno trattati:
- l'evoluzione storica dalle prime scoperte (pione e muone) fino ad oggi
- le nozioni di base sulle interazioni di particelle
- l'interazione radiazione-materia e i rivelatori di particelle
- catalogazione delle particelle elementari e loro interazioni
Codice
512143
Denominazione LABORATORIO DI ASTROFISICA
CFU
6
Settore/i
FIS/05
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Gervasi Massimo
Programma
Modalità dell’insegnamento: Lezioni frontali + esercitazioni in laboratorio
Obiettivi dell’insegnamento: introdurre la strumentazione e le tecniche osservative di base
dell’astrofisica; consentire agli studenti di condurre i primi test ed osservazioni con la strumentazione
astronomica.
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di Fisica e dei Laboratori dei precedenti semestri.
Programma: Vengono descritte le tecniche e la strumentazione utilizzate nelle osservazioni astrofisiche alle diverse frequenze: dalla banda radio alla banda X e gamma, fino ai raggi cosmici. In
particola-re vengono studiati: antenne, telescopi e ottiche in genere; principi di rivelazione alle varie
lunghezze d’onda; tecniche fotometriche e spettroscopiche; tecniche di estrazione del segnale.
Vengono inoltre proposte agli studenti alcune esperienze in laboratorio riguardanti: la
caratterizzazione di rivelatori; le tecniche di calibrazione del segnale osservato; semplici osservazioni
di sorgenti celesti.
Pag. 12/66
Codice
512163
Denominazione LABORATORIO DI CALCOLO NUMERICO E SIMBOLICO
CFU
6
Settore/i
FIS/02
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Rapuano Federico
Programma
Modalità dell’insegnamento: Lezioni e attività di laboratorio
Prerequisiti: Corsi di matematica e fisica dei primi due anni, conoscenze di programmazione.
Obiettivi dell’insegnamento:
Apprendimento dell'uso del calcolo numerico e simbolico applicando tecniche e algoritmi
a problemi fisici reali.
Programma: Il problema dell'errore nella rappresentazione dei numeri reali in un calcolatore.
Cenno ai linguaggi di programmazione, c e Fortran.
Soluzione di sistemi lineari.
Generatori di numeri casuali e loro analisi.
Integrazione, numerica e simbolica.
Soluzione di Equazioni differenziali ordinarie.
Trasformata di Fourier.
Applicazioni a sistemi fisici.
Codice
512141
Denominazione LABORATORIO DI ELETTRONICA
CFU
9
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Boella Giuliano filippo
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Dare agli studenti la preparazione di base in elettronica lineare e in
elettronica digitale, necessaria per utilizzare con profitto nelle sperimentazioni la moderna
strumentazione elettronica di misura.
Prerequisiti. Aver frequentato e sostenuto l’esame di Fisica II e il Laboratorio di Fisica.
Programma: La prima parte, dedicata all’elettronica lineare, introduce gli elementi base della teoria
ideale delle reti elettriche, i componenti attivi e passivi, i componenti a semiconduttore (diodi e
transistor), gli amplificatori a transistor, la controreazione negativa e positiva, gli amplificatori integrati
e le funzioni integrate speciali. Vie-ne insegnato l’uso di PSPICE per l’analisi dei circuiti reali. E’
strutturata su 28 ore di lezione cui seguono 32 ore di sperimentazione pratica in laboratorio, con l’uso
di moderna strumentazione.
La seconda parte, dedicata all’elettronica digitale, introduce gli elementi di logica booleana, l’algebra
di Boole, l’analisi e la sintesi della logica combinatoria e della logica sequenziale impulsata. Viene
insegnata la progetta-zione automatica di componenti FPGA con un linguaggio HDL. E’ strutturata su
12 ore di lezione cui seguono 16 ore di sperimentazione pratica in laboratorio, con l’uso di moderna
strumentazione.
Title of the course:
ELECTRONICS LABORATORY
Pag. 13/66
credits: 9
Examination: Oral discussion of the experimental work, carried out during the laboratory activities,
based on written reports presented by the students.
Aims: Give the basic knowledge of linear and digital electronics in order to understand the use and
response of the modern electronic measuring instrumentation used in the experimental
measurements.
Main topics: The first part, devoted to basic linear electronics, presents the basics of the ideal theory
of electri-cal networks, active and passive components, semiconductor components (diodes and
transistors), transistor amplifiers, negative and positive feedback, monolithic ampliers and integrated
special functions. For real circuit analysis PSPICE is used. 28 hours of lessons are followed by 32
hours of laboratory experiments.
The second part, devoted to digital electronics, gives the basics of boolean logic, boolean algebra,
analysis and synthesis of combinatorial logic and pulsed sequential logic. The automatic design of
FPGA components with a HDL language is presented. 12 hours of lessons are followed by 16 hours of
laboratory experiments, with the use of modern test instrumentation.
Codice
512147
Denominazione LABORATORIO DI ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI
CFU
6
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Lo studente acquisisce le basi per potere progettare e realizzare in
laboratorio si-stemi basati sull’uso di Microcontrollori e Digital Signal Processors.
Programma: Il corso è esclusivamente basato in applicazioni sperimentali. Verranno affrontati progetti
di diffi-coltà crescente che porranno lo studente nelle condizioni di acquisire tutte le conoscenze di
base nella progetta-zione di circuiti basati su microcontrollori e Digital Signal Processor. Il corso
prevede di spendere circa il 40 % del tempo nello sviluppo di applicazioni basate su microcontrollori
(comunicazione tra microcontrollori e PC, gestione di circuiti interfacciati con microcontrollori, utilizzo
degli Interrupt e del timer, etc.). Sono a disposi-zione sistemi basati su architettura 8051: Analog
Devices ADUC832, Analog Devices ADUC834, Analog De-vices ADUC841, Burr Brown MSC1210,
Burr Brown MSC1211, Philips MCB900, Philips EPM900, e su archi-tettura ARM7: Philips MCB2130
con JTAG controller. Il 60 % del corso prevede applicazioni con Digital Si-gnal Processor:
realizzazione di filtri FIR e gestione delle periferiche seriali veloci nella gestione dei circuiti di
conversione. Sono a disposizione: Analog Devices SHARC 21060, Analog Devices SHARC 21161, e
Texas In-struments TMS320VC5510. Dal momento che non sono previste lezioni teoriche in
laboratorio è richiesta la frequentazione almeno del corso Elettronica dei Sistemi Digitali (Modulo II). Il
corso inizia con circa 2 settima-ne di ritardo rispetto all’inizio del semestre per dare modo allo studente
di raccogliere le informazioni iniziali minime necessarie.
Pag. 14/66
Codice
512155
Denominazione LABORATORIO DI FISICA DELLE PARTICELLE
CFU
6
Settore/i
FIS/04
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Tabarelli de fatis Tommaso
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Formazione all´uso della strumentazione di misura ed ai metodi di rivelazione di particelle
Programma: Introduzione alla rivelazione di particelle: rivelatori di particelle, trattamento del segna-le,
acquisizione ed analisi dati. Spettroscopia alfa, beta e gamma: ottimizzazione, taratura e caratterizzazione di rivelatori a stato solido e a gas; misure di attività; misure di relazioni energia/percorso e di
ionizzazione specifica di particelle alfa; misure di assorbimento della radiazione gamma e misure di
coincidenza temporale.
Codice
512161
Denominazione LABORATORIO DI FISICA DELLO STATO SOLIDO
CFU
6
Settore/i
FIS/03
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Obiettivo del corso é presentare alcune tecniche di caratterizzazione per
la fisica dello stato solido.
Programma: Il corso consiste in una serie di esperienze di laboratorio mirate alla caratterizzazione elettrica ed ottica di semiconduttori (conducibilità ed effetto Hall, caratteristiche della giunzione p-n,
assorbimento e conversione fotovoltaica dell’energia luminosa, fotoluminescenza); alla misura delle
proprietà magnetiche di materiali ferromagnetici, allo studio delle proprietà ottiche di materiali nanostrutturati (nanocristalli metallici in matrici dielettriche e silicio poroso). Inoltre, un’esperienza sarà
dedicata all’utilizzo della tecnica di deposizione per evaporazione in vuoto di film sottili con controllo
interferometrico dello spessore.
L’attività di laboratorio sarà preceduta da un breve ciclo di lezioni (circa 18 ore) in cui saranno introdotte le diverse esperienze.
Codice
512145
Denominazione LABORATORIO DI FISICA MEDICA E BIOLOGICA
CFU
6
Settore/i
FIS/07
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Il Laboratorio ha lo scopo di insegnare l’uso di alcune delle molte tecniche sperimentali oggi utilizzate in fisica medica e in fisica biologica. Gli argomenti sono stati scelti in
Pag. 15/66
modo da far conoscere agli studenti un ampio ventaglio di moderni strumenti.
Programma: Le esercitazioni di fisica medica riguardano tre temi. (1) La misura delle caratteristiche
fondamentali (integrali e differenziali) di un campo di radiazioni ionizzanti. (2) La caratterizzazione
delle grandezze che definiscono il funzionamento degli acceleratori di particelle e la determinazione
delle proprietà di un rivelatore di un fascio di particelle carche. (3) L’informazione contenuta in una
immagine TAC (Tomografia Assiale Computerizzate) e sua utilizzazione nella pianificazione del pia-no
di trattamento di un tumore con raggi X e con protoni.
Le esercitazioni di fisica biologica riguardano gli effetti di perturbazione da parte di solventi e radiazioni ionizzanti e le interazioni del DNA e delle proteine con ligandi. Si utilizzeranno le seguenti tecniche. (1) L’elettroforesi per lo studio della distribuzione dei pesi molecolari e della conformazione del
DNA danneggiato da irraggiamento X o ultravioletto. (2) L’assorbimento di radiazione ultravioletta e
visibile misurato con uno spettrofotometro per il controllo dei danni al DNA e della denaturazione di
proteine. (3) La fluorescenza, rivelata con uno spettrofluorimetro per la misura delle costanti di legame
di DNA e proteine a farmaci o agenti mutagenici.
Codice
512158
Denominazione LABORATORIO DI OTTICA
CFU
6
Settore/i
FIS/03
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Batani Dino dimitri
Programma
Obiettivi dell’insegnamento:
Lo scopo e' di trasmettere agli studenti la capacita' di eseguire misure con strumenti dedicati alla ricerca avanzata nel campo dell'ottica e dei laser di potenza. Una parte importante riguarda inoltre la sicurezza nel lavoro con i laser.
Programma: Si cerca di far capire come eseguire esperimenti "non didattici" sia complicato (non esistono esperimenti semplici se ben fatti, non esistono esperimenti impossibili) e richieda particolare attenzione ed una serie di misure preliminari, ad esempio di caratterizzazione dello strumento di lavoro.
Il corso comprende una prima parte teorica in cui sono presentate le principali nozioni sul funzionamento dei laser. A questo segue una parte in laboratorio dedicata alla misura dei parametri di un laser
impulsato: energia, divergenza, spot focale; conversione in seconda armonica, misura dell'efficienza
di conversione; misura della durata dell'impulso con interferometro di Michelson, misura della durata
dell'impulso con autocorrelatore. Infine nell'ultima parte gli studenti eseguono un esperimento "applicativo" a scelta, ad esempio: misure della soglia di breakdown di vari gas in funzione della pressione,
della lunghezza d'onda del laser della focale della lente; misure di ablazione di bersagli solidi da laser;
emissione di Raggi X da plasmi prodotti la laser, uso di mini-spettrometri a cristallo piano alla Bragg.
Codice
512100
Denominazione MATEMATICA PER LA FISICA
CFU
5
Settore/i
FIS/02
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Zaffaroni Alberto
Programma
Obiettivi dell'insegnamento: introduzione all'analisi complessa e agli spazi di Hilbert, con esercitazioni
regola-ri.
Pag. 16/66
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi due anni.
Programma: PARTE 1) INTRODUZIONE AGLI SPAZI DI HILBERT. ANALISI DI FOURIER. Spazi di
Banach e di Hilbert. Spazi L^p. Serie di Fourier.
Operatori negli spazi di Hilbert. Trasformata di Fourier.
PARTE 2) ANALISI COMPLESSA. Funzioni olomorfe. Serie di potenze nel campo complesso.
Teorema di Chauchy. Serie di Laurent. Teorema dei residui. Trasformata di Laplace. Argomenti scelti
di analisi complessa.
Codice
512165
Denominazione MECCANICA QUANTISTICA
CFU
5
Settore/i
FIS/02
Anno di corso
3
Semestre
II semestre,
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Destri Claudio
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Sviluppo approfondito del formalismo della Meccanica Quantistica e delle
sue applicazioni fondamentali in contesti nonrelativitici.
Prerequisiti: Meccanica classica, Elettromagnetismo ed elementi di Meccanica Quantistica
Programma: La struttura formale della MQ: osservabili, stati, indeterminazioni; postulati generali;
miscele sta-tistiche; evoluzione temporale; misure, coerenza, decoerenza e correlazioni.
Simmetrie e invarianze: gruppi di simmetria e loro rappresentazioni; rotazioni e momento angolare;
gruppo di Galilei e particelle elementari; interazione elettromagnetica e trasformazioni di gauge.
Metodi approssimati: teoria delle perturbazioni; metodo variazionale; approssimazione semiclassica.
Fondamenti di teoria dello scattering: collisione e diffusione; matrice di scattering; serie di Born; analisi
in onde parziali
Particelle identiche e introduzione alla seconda quantizzazione: principio di indistinguibilità; bosoni e
fermioni; spazio di Fock; operatori di creazione e distruzione; quantizzazione canonica del campo
elettromagnetico
Codice
512157
Denominazione ONDE ELETTROMAGNETICHE E PLASMI
CFU
5
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Riccardi Claudia
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Insegnamento della interazione delle onde con la materia: descrizione
della propagazione di onde nei mezzi omogenei, onde nei mezzi, relazione di dispersione, sorgenti di
onde.
Programma: Descrizione delle onde nella materia: Modello dell’oscillatore armonico, modello di
Lorentz-Drude, le scale spaziali e temporali, Equazione delle onde, Soluzioni a significato fisico, Onde
trasversali e onde longitudinali. Soluzioni per problemi a contorno e problemi di Cauchy. Relazione di
dispersione. Relazioni di Kramers-Kronig, Principio di causalita’. Onde nei mezzi omogenei: onde in
un conduttore, onde in un mezzo dielettrico, onde in plasma, onde nella ionosfera, i precursori di Brillouin. Onde in mezzi limitati: onde in cavo coassiale e in guida d’onda. Cenni alle sorgenti di onde
Pag. 17/66
elettromagnetiche.
Codice
512105
Denominazione OTTICA MODERNA
CFU
4
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Batani Dino dimitri
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Il corso cerca di trasmettere alcune nozioni di ottica quantistica (funzionamento dei laser), di ottica non-lineare e di interazione radiazione materia, cercando di mettere in
grado gli studenti di affrontare argomenti di ricerca in tali campi.
Programma: Il corso si divide in tre parti:
1. Modello di Lorentz-Drude:
Modello di Lorentz-Drude nell caso di dielettrici, metalli e di cristalli uniassici. Plasmi e relazione di
dispersione per plasmi non-collisionali e collisionali. Dispersione e dispersione anomala, onde evanescenti, velocita'di gruppo, solitoni
2. Fondamenti di ottica non-lineare:
generazione di seconda armonica, self focusing e filamentazione, effetto fotoelettrico multifotonico,
trasparenza e opacita' indotte
3. Fondamenti sui laser:
Radiazione di corpo nero, emissione stimolata e spontanea, inversione di popolazione, il concetto di
guadagno, soglia per il laseraggio, il ruolo della cavita' ottica, Q-switching, mode locking, tecnica CPA,
alcune nozioni "costruttive" sui laser
Codice
512119
Denominazione PROTEZIONISTICA AMBIENTALE
CFU
5
Settore/i
BIO/10
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento:
Impartire le conoscenze di base relative agli “inquinanti fisici” presenti nell’ambiente esterno e negli
ambienti lavorativi e ai loro effetti biologici e sanitari sull’uomo, nonché quelle relative ai metodi di
misura e prevenzio-ne.
Programma: Vengono presi in considerazione i seguenti “inquinanti fisici”:
radiazioni ionizzanti (RI) di origine naturale e artificiale
radiazioni elettromagnetiche non ionizzanti (NIR)
radiazione ultravioletta (UV)
rumore acustico
Dopo un’analisi dell’approccio metodologico al problema dell’inquinamento ambientale da tali agenti
fisici, vengono affrontati i seguenti argomenti:
Generalità (caratteristiche fisiche, grandezze di campo e relative unità di misura, interazione
con l’organismo, con organi e apparati, con le cellule) e fonti di esposizione (tipo e intensità)
Effetti biologici e sanitari conseguenti all’esposizione; effetti deterministici ed effetti stocastici
Pag. 18/66
-
Limiti di base e livelli di riferimento
Cenni sulla strumentazione e sulle tecniche di misura
Criteri e metodi di protezione. Normativa tecnica e legislazione
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di fisica e di laboratorio dei primi due anni.
Codice
512106
Denominazione RADIAZIONI ELETTROMAGNETICHE
CFU
4
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento:
Fornire livelli di conoscenza e competenza per la protezione delle persone contro gli effetti negativi
dell’esposizione ambientale ai campi elettromagnetici, a bassa ed ad alta frequenza, prodotti nelle applicazioni tecnologiche.
Programma:
Richiami di elettro e magnetostatica e dinamica, cenni sulla teoria del campo elettromagnetico;
Sistemi radianti, sistemi radiotelevisivi, sistemi per le comunicazioni mobili di I, II, III generazione,
trasporto dell’energia elettrica: tecnologie ed esposizioni
Interazione con gli organismi: dosimetria ed effetti biologici deterministici
Interazione con gli organismi: gli effetti fini studiati e le ipotesi di rischio
La normativa tecnica, il sistema delle raccomandazioni internazionali; la normativa nazionale
Codice
512107
Denominazione RADIOATTIVITA'
CFU
4
Settore/i
FIS/04
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Discussione delle principali problematiche ambientali legate alla radioattività sia naturale che artificiale con valutazione dei vari effetti biologici che da queste possono derivare.
Programma: Introduzione alla radioattività. Unità di misura adottate e cenni di dosimetria delle radiazioni. Studio e discussione delle principali catene naturali 238U,232Th e 235U. Definizione di
equilibrio secolare e sue eventuali rotture. Radioattività naturale di origine fossile e cosmogenica.
Studio ed uti-lizzo delle tavole dei nuclidi. Radiazione cosmica. Cenni ai reattori nucleari ed ai
problemi dovuti alle scorie di origine sia militare che civile. Trattamento delle scorie e tecniche di
smaltimento. Procedure di arricchimento dell’uranio. Tecniche di spettroscopia alfa, beta, gamma.
Interpretazione quantitativa delle misure di radioattività. Tecniche di attivazione neutronica e misura di
elementi in tracce. Studio e misura del Radon. Applicazioni della radioattività a vari campi della
scienza.
Pag. 19/66
Codice
512102
Denominazione RELATIVITA'
CFU
4
Settore/i
FIS/02
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Penati Silvia
Programma
Obiettivi dell'insegnamento: Riprendere e formalizzare i principi della relativita' speciale, introdurre al
forma-lismo covariante e alle equazioni della dinamica relativistica, introdurre alle nozioni base della
fisica in spazio curvo.
Prerequisiti: Nozioni di relativita' speciale impartite negli insegnamenti di Fisica dei primi anni della
laurea triennale in Fisica, Meccanica Analitica, Elettromagnetismo classico.
Programma: RICHIAMI DI RELATIVITA' SPECIALE: I due postulati di Einstein. Relativita' della
simulta-neita'. Dilatazioni temporali e contrazioni spaziali. Trasformazioni di Lorentz dai postulati
relativistici.
GRUPPO DI LORENTZ: le componenti connesse del gruppo di Lorentz omogeneo. Rappresentazioni
del grup-po di Lorentz.
STRUTTURA DELLO SPAZIO-TEMPO: tensori covarianti e controvarianti. Tensore metrico dello
spazio-tempo di Minkowski. Formalismo covariante.
MECCANICA RELATIVISTICA: tetravettori velocita' e momento. Dinamica di una particella
relativistica. Precessione di Thomas.
FORMULAZIONE COVARIANTE DELL'ELETTROMAGNETISMO: Equazioni di Maxwell in formalismo
covariante e loro covarianza sotto trasformazioni di Lorentz.
Elettrodinamica. Tensore energia--impulso e leggi di conservazione.
MECCANICA QUANTISTICA RELATIVISTICA: Equazione di Dirac e sue soluzioni. Effetti relativistici
in Meccanica Quantistica. Equazione di Klein-Gordon e sue soluzioni.
LA FISICA NELLO SPAZIO CURVO: CINEMATICA DEL CAMPO GRAVITAZIONALE:
Sistemi di riferimento in moto accelerato. Principio di equivalenza. La gravita' come proprieta'
geometrica dello spazio-tempo. Evidenze della curvatura dello spazio. Introduzione del tensore
metrico. Particella in campo gra-vitazionale. Equazione delle geodetiche. Tensore di curvatura e sue
proprieta'.
RELATIVITA' GENERALE. DINAMICA DEL CAMPO GRAVITAZIONALE:
Equazioni di Einstein. Tensore energia-impulso per un fluido perfetto. Cenni alle soluzioni di
Robertson--Walker e Schwarzchild.
Testi consigliati:
W. Rindler, ``Essential relativity (special, general and cosmological)'', Springer-Verlag
N.D. Mermin, ``Space and time in special relativity'', Waveland Press
J.D. Jackson, ``Classical Electrodynamics'', John Wiley & Sons, NY
D.J. Griffith, ``Introduction to Electrodynamics'', Prentice Hall, NJ
S.W. Hawking, G.F.R. Ellis, ``The large scale structure of space--time'',
Cambridge University Press, 1973
J.D. Bjorken & S.D. Drell, ``Relativistic Quantum Mechanics'', McGraw-Hill, NY
R.M. Wald, ``General Relativity'', The university of Chicago Press, 1984
S. Weinberg, ``Gravitation and cosmology'', John Wiley, 1972
Pag. 20/66
Codice
512122
Denominazione STRUMENTAZIONE ELETTRONICA
CFU
4
Settore/i
ING-INF/07
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Spettrometri di radiazioni ionizzanti (descrizione); Segnale e rumore elettronico; Rivelatori a
semiconduttore di radiazioni ionizzanti (X, gamma); Preamplificazione e amplificazione del segnale;
Ottimizzazione del rapporto segnale rumore; Conversione analogico-numerica del segnale; Filtraggio
digitale (cenni).
Codice
512120
Denominazione COMPLEMENTI DI BIOFISICA E FISICA MEDICA
CFU
4
Settore/i
BIO/10
Anno di corso
n.d.
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Chirico Giuseppe
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Il corso intende soprattutto fornire allo studente le basi della Biofisica e
Fisica Medica al fine dell'inserimento nel corso di laurea specialistica in Fisica con indirizzo Biofisica e
Fisica Medica.
Prerequisiti: corsi di fisica e matematica della laurea triennale.
Programma: Il corso intende fornire le basi in biofisica e fisica medica per gli studenti che si avviano
alla laurea specialistica con indirizzo biofisico. Verranno introdotti i seguenti argomenti: struttura di
Proteine e DNA; metodi per la determinazione della loro struttura molecolare (diffrazione di raggi X, di
luce visibile e di neutroni); elementi di termodinamica delle reazioni biochimiche; basilari metodi
spettroscopici per la biologia molecolare e la fisica medica (microscopia, risonanza magnetica nucelare). Infine verranno discussi alcuni effetti biologici delle radiazioni e sue applicazioni.
Ulteriori informazioni al sito http://fisica.mib.infn.it/it/ricerca/homepages/biofisica/
Codice
512160
Denominazione INTRODUZIONE ALLA FISICA DELLO STATO SOLIDO
CFU
5
Settore/i
FIS/03
Anno di corso
n.d.
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Terzi Nice
Programma
Modalità dell’insegnamento: LEZIONI FRONTALI INTEGRATE DA ESERCITAZIONI SCRITTE
Obiettivi dell’insegnamento: Introduzione alla fenomenologia dei solidi e alle teorie fisiche e ai modelli
adot-tati più semplici: modelli di interpretazione di Drude, Sommerfeld e Bloch.
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei precedenti semestri.
Pag. 21/66
Programma: Proprietà elettroniche di trasporto nei metalli: modello di Drude e di Sommerfeld
Fenomenologia dei solidi in campi elettrici e magnetici statici e in gradienti termici.
Strutture cristalline: reticolo diretto e reticolo reciproco. Diffrazione X da cristalli.
Modello di Bloch e bande di energia in approssimazione debole. Introduzione alla fisica dei
semiconduttori.
Classificazione dei solidi, energia di legame e difetti.
Proprietà termiche degli isolanti e dinamica ionica in approssimazione armonica.
Testo adottato: N. W. Ashcroft & N. D. Mermin, “Solid State Physics”, Saunders (1976).
Pag. 22/66
Fisica - Insegnamenti per studenti immatricolati nell'A.A.2006/2007
Codice
512133
Denominazione ALGEBRA LINEARE E GEOMETRIA - MUTUATO
CFU
10
Settore/i
MAT/03
Anno di corso
1
Codice
512134
Denominazione ANALISI MATEMATICA I - MUTUATO
CFU
10
Settore/i
MAT/05
Anno di corso
1
Codice
512016
Denominazione ELEMENTI DI CHIMICA
CFU
6
Settore/i
CHIM/03
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Introdurre concetti fondamentali di teoria del legame chimico, proprietà e
reattività di sostanze gassose, liquide e solide.
Prerequisiti: Nozioni di matematica e fisica di scuola secondaria
Programma: Il corso fornisce una introduzione agli aspetti fondamentali della chimica generale e inorganica. Dopo una introduzione alla teoria del legame chimico, vengono trattati gli aspetti di struttura e proprietà di gas, liquidi e solidi e delle rispettive transizioni di fase. Particolare attenzione è data
alle reazioni di equilibrio in soluzione (acidi, basi, soluzioni, ecc.) e alle reazioni elettrochimiche (proprietà redox, celle galvaniche, ecc.). Il corso comprende una parte di esercizi e una parte di lezioni
frontali. L’esame è scritto e consiste in alcuni problemi di stechiometria e in domande di teoria.
Codice
512149
Denominazione ESPERIMENTAZIONI DI FISICA
CFU
8
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Calvi Marta
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Maggior comprensione delle leggi della meccanica, termodinamica ed
ottica attraverso lo studio diretto dei fenomeni. Imparare ad effettuare misure, elaborare i dati raccolti
e valutare criticamente i risultati ottenuti.
Programma: Il corso comprende alcune lezioni sulla teoria degli errori di misura, elementi di probabilità e statistica, di analisi ed elaborazione dei dati, ed una serie di esperimenti svolti in laboratorio dagli
studenti, a gruppi di tre.
Argomenti degli esperimenti: studio di moti e oscillazioni, pendolo semplice e composto, urti centrali
elastici ed anelastici, misura della costante di gravitazione universale, onde elastiche su una corda
Pag. 23/66
tesa, onde sonore in un tubo aperto e chiuso, misure di densità e di viscosità, misure di calorimetria,
studio di compressioni ed espansioni di gas, misure di elettrostatica e misure di ottica geometrica.
Codice
512010
Denominazione FISICA I (I MODULO)
CFU
5
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Pullia Antonino
Programma
Obiettivi dell’insegnamento:
Fornisce le basi della meccanica classica del punto e dei sistemi ; introduce i concetti di simmetria e
le Leggi di Conservazione.
Programma: La Misura; Moto in una dimensione; Vettori; Moto in due e tre dimensioni; le Forze e la
leggi di Newton; Dinamica delle particelle; Lavoro ed Energia; Conservazione dell’Energia; Sistemi di
particelle; Urti; Cinematica Rotazionale; Dinamica Rotazionale; Momento Angolare; Equilibrio dei corpi
rigidi; Oscillazioni; Gravitazione .
Codice
512014
Denominazione FISICA I (II MODULO)
CFU
10
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Pullia Antonino
Programma
Obiettivi dell’insegnamento:
Fornisce le basi della termodinamica ed introduce I concetti della relativita ` speciale.
Programma: Statica dei Fluidi; dinamica dei Fluidi; onde; acustica; relativita speciale; temperatura;
teoria cinetica dei gas; meccanica statistica; il calore ed il I principio; l entropia ed il II principio.
Pag. 24/66
Codice
512130
Denominazione LABORATORIO DI INFORMATICA PER LA FISICA I
CFU
5
Settore/i
INF/01
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Nozioni di base della programmazione di elaboratori, algoritmi e strutture di dati
Codice
512135
Denominazione ANALISI MATEMATICA II - MUTUATO
CFU
10
Settore/i
MAT/05
Anno di corso
2
Codice
512017
Denominazione FISICA II (I MODULO)
CFU
5
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
2
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto; Voto finale
Docente titolare Fontanesi Marcello
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Insegnamento dei fondamenti della fisica classica: elettrostatica nel
vuoto, ma-gnetostatica nel vuoto e correnti stazionarie
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi due semestri.
Programma: Analisi vettoriale: Campi e Linee di forza, Operatori differenziali e integrali, Teorema della
di-vergenza e del rotore.
Elettrostatica nel vuoto: Legge di Coulomb, Campo elettrico, Potenziale elettrico ed energia
potenziale, Teore-ma di Gauss, Conduttori ed isolanti, Induzione elettrostatica, Capacità,
Condensatori in serie e parallelo, Energia elettrostatica.
La corrente elettrica stazionaria: Intensità e Densità di corrente, Conducibilità elettrica, Resistività e
legge di Ohm, Tempo di rilassamento, Forze elettromotrici, Collegamenti tra resistori, Legge di Joule
Magnetostatica nel vuoto: Induzione magnetica, Forza agente su una carica in moto, Forza agente su
un circuito percorso da corrente, Seconda formula di Laplace, Legge di Biot e Savart, Prima formula di
Laplace, Forza a-gente tra due circuiti percorsi da corrente, Legge della circuitazione di Ampére,
Flusso magnetico
Pag. 25/66
Codice
512021
Denominazione FISICA II (II MODULO)
CFU
10
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
2
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Fontanesi Marcello
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Insegnamento dei fondamenti della fisica classica: induzione
elettromagnetica, elettrostatica e magnetostatica nei mezzi materiali, onde elettromagnetiche e ottica
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi tre semestri.
Programma: Induzione elettromagnetica: Legge di Faraday-Neumann-Lenz, Auto- e mutua-induzione,
Energia del campo elettromagnetico. Elettrostatica nei mezzi materiali: Sviluppo in multipoli, Forza ed
energia potenzia-le di un dipolo, Polarizzazione elettrica, Teorema di Gauss nei dielettrici, Suscettività
e permettività dielettrica. Magnetostatica nei mezzi materiali: Magnetizzazione, Legge di Ampére nei
materiali magnetizzati, Suscettività e permittività magnetica, Materiali dia-, para- e ferromagnetici.
Onde elettromagnetiche: Equazioni di Maxwell, Teorema di Poynting, Quantità di moto, energia e
intensità delle onde elettromagnetiche, Radiazione di una ca-rica accelerata e di dipolo, Condizioni al
contorno per i campi. Ottica: Riflessione e rifrazione, Legge dell'icona-le, Principio di Fermat,
Polarizzazione, Interferenza, Velocità di fase e di gruppo, Principio di Huygens-Fresnel, Diffrazione,
Dispersione, Mezzi anisotropi.
Codice
512136
Denominazione FISICA III (I MODULO)
CFU
5
Settore/i
FIS/03
Anno di corso
2
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Baldini Giancarlo
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Presentazione di: a) fenomenologie che mostrano l’inadeguatezza della
fisica classica alla loro descrizione, b) conseguente formulazione di nuovi modelli che introducono alla
fisica quanti-stica, c) applicazione di modelli teorici a casi rappresentativi e d) esercitazioni alla
soluzione di problemi.
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi tre semestri.
Programma: Mod. 1 - Corpuscolarità della materia e della carica. Equipartizione dell’energia, moto
bro-wniano e numero di Avogadro, calori specifici ed esperimenti di Thomson e Millikan.
Comportamento non classico della radiazione e.m.. Cenni di spettroscopia. La radiazione termica e il
“corpo nero”. La quantizza-zione di Planck dell’oscillatore e.m.. L’effetto fotoelettrico e il fotone
secondo Einstein. Elementi di mecca-nica statistica classica e quantistica. I modelli di Einstein e di
Debye per il calore specifico dei solidi isolanti e l’anomalia dei metalli.
Mod. 2 - L'atomo. Spettri atomici e regolarità delle serie spettrali. L’ipotesi nucleare di Rutherford e il
model-lo atomico di Bohr. La struttura fina dell'atomo di H. Lo spin dell'elettrone. Allargamento
termico delle righe. Onde e.m. o fotoni? Spettri continui e a righe dei raggi X. Diffrazione alla Bragg.
L’effetto Compton. Parti-celle o onde? Diffrazione di particelle; propagazione; indeterminazione di
Heisenberg. Ancora spettroscopia. Struttura iperfina. Il laser. Indice di rifrazione e assorbimento della
luce nei gas e nei dielettrici secondo il mo-dello di Lorentz.
Principali testi consigliati:
D. Halliday, R.Resnick e K. S. Krane, "Fisica 2", Casa Editrice Ambrosiana, 1994.
M. Alonso e E. Finn, "Fund. Univ. Phys" Vol. III, "Quantum & Stat. Phys.", Add-Wesley.3
Richtmyer-Kennard-Cooper, ”Introd. to Modern Physics.”, Tata-McGraw-Hill, reprint 1988
Pag. 26/66
Codice
512137
Denominazione FISICA III (II MODULO)
CFU
5
Settore/i
FIS/04
Anno di corso
2
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Baldini Giancarlo
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Presentazione di: a) fenomenologie che mostrano l’inadeguatezza della
fisica classica alla loro descrizione, b) conseguente formulazione di nuovi modelli che introducono alla
fisica quanti-stica, c) applicazione di modelli teorici a casi rappresentativi e d) esercitazioni alla
soluzione di problemi.
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi tre semestri.
Programma: Mod. 1 - Corpuscolarità della materia e della carica. Equipartizione dell’energia, moto
bro-wniano e numero di Avogadro, calori specifici ed esperimenti di Thomson e Millikan.
Comportamento non classico della radiazione e.m.. Cenni di spettroscopia. La radiazione termica e il
“corpo nero”. La quantizza-zione di Planck dell’oscillatore e.m.. L’effetto fotoelettrico e il fotone
secondo Einstein. Elementi di mecca-nica statistica classica e quantistica. I modelli di Einstein e di
Debye per il calore specifico dei solidi isolanti e l’anomalia dei metalli.
Mod. 2 - L'atomo. Spettri atomici e regolarità delle serie spettrali. L’ipotesi nucleare di Rutherford e il
model-lo atomico di Bohr. La struttura fina dell'atomo di H. Lo spin dell'elettrone. Allargamento
termico delle righe. Onde e.m. o fotoni? Spettri continui e a righe dei raggi X. Diffrazione alla Bragg.
L’effetto Compton. Parti-celle o onde? Diffrazione di particelle; propagazione; indeterminazione di
Heisenberg. Ancora spettroscopia. Struttura iperfina. Il laser. Indice di rifrazione e assorbimento della
luce nei gas e nei dielettrici secondo il mo-dello di Lorentz.
Principali testi consigliati:
D. Halliday, R.Resnick e K. S. Krane, "Fisica 2", Casa Editrice Ambrosiana, 1994.
M. Alonso e E. Finn, "Fund. Univ. Phys" Vol. III, "Quantum & Stat. Phys.", Add-Wesley.3
Richtmyer-Kennard-Cooper, ”Introd. to Modern Physics.”, Tata-McGraw-Hill, reprint 1988
Codice
512131
Denominazione LABORATORIO DI FISICA
CFU
10
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
2
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Ragazzi Stefano
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: osservazione sperimentale di fenomeni fondamentali dell’ottica e
dell’elettromagnetismo classici; apprendimento dei metodi di misura e dell’uso corretto degli strumenti;
l’applicazione e lo sviluppo di tecniche di elaborazione di dati.
Programma: Il corso si articola in 24 ore di lezioni introduttive, 92 ore di laboratorio e 15 ore di
esercitazioni dedicate al controllo del lavoro svolto e dell’apprendimento dello studente. Durante le ore
di laboratorio gli stu-denti, in gruppi di tre, svolgono osservazioni quantitative su fenomeni di ottica
geometrica e ondulatoria, nel vi-sibile e nel dominio delle microonde, su semplici circuiti elettrici
costituiti da un generatore, in CC e in CA, e da una rete di elementi passivi (R, L, C in diverse
configurazioni), e sulla caratteristiche di linee di trasmissione.
I dati raccolti ed elaborati vengono presentati al termine del corso in relazioni scritte.
Pag. 27/66
Codice
A5120004
Denominazione LABORATORIO DI INFORMATICA PER LA FISICA II
CFU
5
Settore/i
ING-INF/07
Anno di corso
2
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Paganoni Marco
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Il laboratorio ha l’obiettivo di introdurre gli studenti all’utilizzo del
calcolatore per l’elaborazione dei dati.
Programma: Si approfondisce la conoscenza del sistema operativo Linux e del linguaggio C, già
affrontati nel laboratorio del I anno. Si discutono i metodi di stima dei parametri e di test di ipotesi. Si
applicano queste no-zioni a casi concreti di misure fisiche, con esercitazioni al calcolatore. Vengono
inoltre svolti semplici esercizi di analisi numerica per l’approssimazione di funzioni, il calcolo di
integrali e la soluzione di sistemi di equazio-ni.
Codice
512138
Denominazione SISTEMI DINAMICI E MECCANICA CLASSICA - MUTUATO
CFU
10
Settore/i
MAT/07
Anno di corso
2
Codice
512030
Denominazione COMPLEMENTI DI FISICA E ASTROFISICA NUCLEARE
CFU
4
Settore/i
FIS/05
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Brofferio Chiara
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Il corso intende soprattutto presentare allo studente le basi della fisica
subnucleare e di astrofisica moderna con particolare riferimento all’ astrofisica particellare. Il corso
comprende anche un cenno ai piu’ comuni rivelatori di particelle.
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi due anni e dei corsi di Elementi di
Struttura della Materia e di Introduzione alla Fisica Nucleare del Terzo anno
Programma: Particelle. Il concetto di particella elementare. I numeri quantici di vari tipi di parti-celle.
Il numero barionico, leptonico e di sapore e la loro conservazione. I vari tipi di neutrino e determinazioni della loro massa. Interazioni di adroni. Le risonanze. Gli adroni e la loro classificazione. Il modello standard. La struttura a quarks degli adroni. Simmetria delle particelle e leggi di conservazione. Violazione della P e C parita' nelle interazioni deboli. Interazioni deboli violanti e conservanti
la stranezza. L' angolo di Cabibbo. Unificazione delle interazioni elettromagnetiche e deboli. La grande unificazione e le sue conseguenze sperimentali. Conseguenze indirette della massa del neutrino:
violazione del numero leptonico ed oscillazioni del neutrino
Rivelatori di particelle. Rivelatori elettronici e visualizzanti. La camera ad ionizzazione. Il contatore
proporzionale. Contatori a molti fili,camere a deriva e camere a proiezione temporale. Il contatore di
Geiger-Muller ed i tubi a streamer. I rivelatori a scintillazione. I fotomoltiplicatori. Rivelatori a luce
Cerenkov. I vari tipi di rivelatori a semiconduttore. Cenni alla spettroscopia alfa e gamma. Rivelatori
per neutroni. Attivazione neutronica
Cenni di astrofisica e cosmologia
Proprietà di una stella : luminosità assoluta ed apparente, temperatura, massa ecc. Proprietà
Pag. 28/66
misurate e derivate del sole. Energia solare. I neutrini solari e la loro osservazione. L’evoluzione
stellare, buchi neri, stelle da neutroni, nane. La nostra galassia. Metodi di misura delle distanze. Le
supernove. La supernova SN87A. I raggi cosmici primari e secondari. Varie componenti dei raggi
cosmici. Onde gravitazionali. I campi magnetici galattici. Radiosorgenti . Le altre galassie. Calcolo non
relativistico dell’espansione dell’universo. Parametro di decelerazione e densità critica. La materia
oscura. Cenni alla teoria del Big Bang. Nucleosintesi e radiazione elettromagnetica di fondo
Codice
512103
Denominazione COMPLEMENTI DI FISICA SUBATOMICA
CFU
4
Settore/i
FIS/04
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Zanotti Luigi ernesto
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Apprendimento nel campo della Fisica Subatomica
Programma: Il corso intende fornire le nozioni fondamentali nel campo della fisica subnucleare. Gli
argomenti trattati riguardano la fenomenologia delle particelle subnucleari. Verranno anche trattati i
metodi di rivelazione delle particelle, inclusa la descrizione dei complessi apparati attualmente in uso
in questo campo. In particolare saranno trattati:
- l'evoluzione storica dalle prime scoperte (pione e muone) fino ad oggi
- le nozioni di base sulle interazioni di particelle
- l'interazione radiazione-materia e i rivelatori di particelle
- catalogazione delle particelle elementari e loro interazioni
Codice
512162
Denominazione COMPLEMENTI DI STRUTTURA DELLA MATERIA
CFU
4
Settore/i
FIS/03
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Benedek Giorgio
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: La struttura fisica, la meccanica statistica, le proprietà di trasporto e i
fenomeni collettivi della materia condensata.
Prerequisiti: Il corso di Elementi di Struttura della Materia.
Programma: Statistiche quantistiche. Bosoni: fotoni e fononi, calore specifico dei solidi, elio 4.
Fermioni: il gas di elettroni liberi, calore specifico elettronico. Materia condensata estesa: solidi, liquidi,
cluster. Tipi di soli-di vs. struttura elettronica. Elettroni liberi, elettroni in un potenziale periodico.
Trasporto nella materia conden-sata: metalli, semiconduttori. Giunzioni e dispositivi. Trasporto in
campo magnetico: effetto Hall classico e quantistico. Fenomeni collettivi: magnetismo,
superconduttività, superfluidità, condensazione di Bose-Einstein.
Pag. 29/66
Codice
512146
Denominazione ELEMENTI DI BIOFISICA E FISICA MEDICA
CFU
5
Settore/i
FIS/07
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Chirico Giuseppe
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Il corso intende soprattutto presentare allo studente le principali tecniche
di inda-gine della Biofisica e Fisica Medica.
Prerequisiti: insegnamenti di struttura della materia
Programma: Il corso prevede la trattazione di argomenti legati alla Fisica Biologica e Fisica Medica. In
parti-colare si parlerà della struttura di Proteine e DNA e della determinazione della loro struttura
molecolare: diffra-zione di raggi X, di luce visibile e di neutroni. Verranno dati elementi di ingegneria
genetica per Fisici e di ter-modinamica delle reazioni biochimiche. Si analizzeranno alcuni metodi
spettroscopici per la biologia molecola-re e la fisica medica: fluorescenza e assorbimento ottico,
osservazione diretta (microscopia), Risonanza magne-tica nucelare: struttura e imaging. Infine
verranno discussi alcuni effetti biologici delle radiazioni e sue applica-zioni.
Ulteriori informazioni al sito http://fisica.mib.infn.it/it/ricerca/homepages/biofisica/
Codice
512139
Denominazione ELEMENTI DI MECCANICA QUANTISTICA
CFU
5
Settore/i
FIS/02
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Destri Claudio
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Sviluppo dei concetti fondamentali e delle tecniche matematiche di base
della-Meccanica Quantistica con applicazioni a modelli e sistemi fisici semplici.
Prerequisiti: Meccanica classica ed Elettromagnetismo al livello del secondo anno della Laurea
Triennale
Programma: Elementi di teoria dei campi classica: principi variazionali; equazioni delle onde; mezzi
dispersi-vi. Meccanica Ondulatoria: dalla vecchia teoria dei quanti all'equazione di Schroedinger;
oseervabili fondamen-tali; principio di indeterminazione; l'espansione in autofunzioni; barriere e buche
di potenziale; l'oscillatore ar-monico; l'atomo di idrogeno; quantizzazione del momento angolare e spin
delle particelle; perturbazioni indi-pendenti dal tempo.
Interazione con un campo elettromagnetico classico: accoppiamento minimale e invarianza di gauge;
il caso del campo magnetico costante; perturbazioni dipendenti dal tempo e radiazione atomica;
emissione ed assorbimento
stimolati; emissione spontanea
Pag. 30/66
Codice
512140
Denominazione ELEMENTI DI STRUTTURA DELLA MATERIA
CFU
5
Settore/i
FIS/03
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Benedek Giorgio
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: La comprensione della struttura fisica e delle proprietà ottiche degli atomi
e delle molecole mediante lo strumento della meccanica quantistica.
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi tre semestri e il corso di Fisica III.
Programma: Introduzione elementare alla meccanica quantistica. L’atomo di idrogeno e idrogenoidi. Il
mo-mento angolare orbitale e di spin. Momenti magnetici. Interazione spin-orbita. Proprietà ottiche e
regole di sele-zione. Sistemi quantistici a più particelle. Simmetria della funzione d’onda. Spin semiinteri e principio di e-sclusione. L’atomo di elio e atomi a più elettroni. Teorie di Hartree e di HartreeFock. Schemi di accoppiamen-to. Regole di Hund. Effetti del campo magnetico. Le molecole: stati
elettronici e legame chimico, rotazioni e vi-brazioni. Spettroscopia molecolare.
Codice
512104
Denominazione ELETTRODINAMICA COSMICA
CFU
4
Settore/i
FIS/05
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Bonometto Silvio
Programma
Obiettivi dell'insegnamento:
Relativita' speciale ed elettrodinamica, con particolare rilievo alla
fisica dei processi di rilevanza aastrofisica.
Prerequisiti: I corsi di matematica e fisica di I e II anno.
Programma: Le basi fisiche della relativita' speciale. La formulazione lagrangiana nell'ambito della
relativita' speciale. Decadimenti e urti. Effetto Compton.
Effetto Compton inverso. Equazioni dell'elettromagnetismo in ambito relativistico. Trasformazioni di
campi e potenziali. Invarianti. Moto di particelle cariche in campi. Potenziali di Lienard Wiechert. Potenziali ritardati. Sviluppo in serie di multipoli. Radiazione di dipolo.
Effetto Thomson. Radiazione di sincrotrone. Radiazione di sincrotrone da distribuzioni di particelle.
Cenno alla Breemstrahlung.
Testo adottato: Landau Lifshitz, Teoria Classica del Campo.
Pag. 31/66
Codice
512153
Denominazione ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI (I MOD.)
CFU
5
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Introduzione agli strumenti matematici di base per l'elaborazione di
segnali digi-tali generati da apparati di misura di grandezze di interesse fisico
Programma: Rappresentazione matematica dei segnali discreti. Funzioni sinusoidali e
rappresentazione spet-trale dei segnali periodici e non periodici: relazione tempo-frequenza. Teoria
del campionamento: conversioni AD/DA ed aliasing. Filtri FIR (Finite Impulse Response): sistemi
lineari invarianti nel tempo (LTI). Risposta spettrale dei filtri FIR. Sistemi LTI in cascata. La
trasformata Z. Filtri IIR (Infinite Impulse Response). Ri-sposta spettrale dei filtri IIR. Analisi spettrali:
trasformata di Fourier discreta e veloce (DFT, FFT).
Codice
512081
Denominazione ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI (II MOD.)
CFU
4
Settore/i
ING-INF/07
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Allo studente vengono forniti i criteri per potere comprendere l’architettura
e po-tere utilizzare Microcontrollori e Digital Signal Porcessor.
Programma: Architettura tipica di un microcontrollore. Strutture di microcontrollori. I microcontrollori
basati sull’architettura 8051 e ARM. I cicli macchina e l’ottimizzazione delle prestazioni: istruzioni a
singolo ciclo, la pipeline, etc. Architettura tipica di un Digital Signal Processor. La serie TMS320 di
Texas Instruments e SHARC di Analog Devices. I concetti di MAC, barrel shifter, etc. Criteri di utilizzo
e selezione tra un micro-controllore ed un Digital Signal Processor. Aritmetica fixed-point e floatingpoint. Approssimazioni numeriche. L’interfaccia tra il mondo analogico e digitale: accenno all’uso di
amplificatori lineari per il trattamento dei se-gnali. Introduzione all’uso dei transistori nelle applicazioni
digitali. La connessione tra il mondo analogico e quello digitale: i convertitori da segnale analogici a
segnali digitali, ADC, ed i convertitori da segnali digitali a segnali analogici, DAC. Accenni alla logica
digitale (porte logiche, registri, ecc) e tecnologie digitali (TTL, CMOS, LVD, ecc). Accenni alle linee di
trasmissione.
Pag. 32/66
Codice
512144
Denominazione INTRODUZIONE ALL'ASTROFISICA
CFU
5
Settore/i
FIS/05
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento:
Fornisce le basi fenomenologiche ed osservative dei principali argomenti di studio dell’astrofisica.
Programma:
Misure Astronomiche: canali elettromagnetici e non di informazione astronomica, coordinate celesti,
grandezze fotometriche, principali parametri fisici delle sorgenti determinabili dalle osservazioni, scala
delle distanze, e-sercizi. Strumentazione Astronomica: telescopi per le diverse bande e.m., telescopi
per particelle, rivelatori associati ai diversi tipi di telescopio, esercizi. Stelle: classificazione,
diagramma H-R, struttura,
nucleosinte-si, evoluzione stellare, esercizi. Galassie: la Via Lattea,
classificazione di Hubble, cinematica,
gruppi e ammassi, AGN, esercizi. Modello Cosmologico
Standard: evidenze osservative del Big Bang, il fondo a micro-onde, esercizi.
Codice
512142
Denominazione INTRODUZIONE ALLA FISICA NUCLEARE
CFU
5
Settore/i
FIS/04
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Fiorini Ettore
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Il corso intende soprattutto presentare allo studente le basi della fisica
nucleare moderna e qualche sua applicazione ad altri campi della scienza quali la fisica ambientale e
medic, ed alle fonti di energia . Il corso comprende anche lo studio delle interazioni delle particelle
con la materia ed esercitazioni dedicate alla soluzione di problemi.
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi due anni e del corso di Elementi di
Struttura della Materia del I semestre del Terzo anno
Programma: CENNI DI FISICA NUCLEARE : Vari tipi di interazione e loro sezione d’urto, Cammino di
interazione e di assorbimento Vari tipi di nucleo. La separazione isotopica. Raggio e massa
nucleare. Difetto di massa ed energia di legame totale e media. Legge di disintegrazione radio-attiva.
Radioattività alfa, beta e gamma. La determinazione di massa del neutrino elettronico. L' effet-to
Mossbauer. Radioattività naturale ed artificiale. Equilibrio secolare e sua rottura. Unità di misura di
radioattività e di dosimetria delle radiazioni.Sistema SI. Cenno ai modelli nucleare. Massa nucleare.
Formula di Weiszacker. La scoperta del neutrone. Reazioni nucleari. Produzione naturale di trizio e di
Carbonio-14. Metodi di datazione. Elementi transuranici.. La fissione nucleare. Cenni ai reattori nucleari. Le reazioni di fusione all' interno del sole. La fusione terrestre. Cenni alla produzione di energia di
fusione. Momento magnetico del nucleo e risonanza magnetica nucleare. Esperimenti per la determinazione del momento magnetico del nucleo. Applicazione della risonanza magnetica nucleare in
medi-cina
LE INTERAZIONI DELLE PARTICELLE CON LA MATERIA Interazioni delle particelle cariche
(direttamente ionizzanti). Scattering alla Rutherford di una particella. Interazione di una particella carica in relazione al parametro di impatto . Ionizzazione ed eccitazione. Perdita di energia di collisione
per particelle pesanti ed elettroni. Fluttuazioni della perdita di energia. Ionizzazione primaria totale e
probabile di una particella. Perdita di energia per radiazione e suo confronto con la perdita di energia
per ionizzazione in funzione dell’energia. Range e straggling. La curva di Bragg in radioterapia. Effetto Cerenkov. Interazione dei fotoni con la materia: sezione d' urto e coefficente di assorbimento masPag. 33/66
sico. Effetto fotoelettrico, effetto Compton e formazione di coppie. Loro sezione d’urto in funzione
dell’energia e del numero atomico
Codice
512154
Denominazione INTRODUZIONE ALLA FISICA SUBATOMICA
CFU
5
Settore/i
FIS/04
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Zanotti Luigi ernesto
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Apprendimento delle nozioni basilari nel campo della Fisica Subatomi-ca
Programma: Il corso intende fornire le nozioni fondamentali nel campo della fisica
subnucleare. Gli argomenti trattati riguardano la fenomenologia delle particelle
subnucleari. Verranno anche trattati i metodi di rivelazione delle particelle, inclusa la descrizione deicomplessi apparati attualmente in uso in questo campo.
In particolare saranno trattati:
- l'evoluzione storica dalle prime scoperte (pione e muone) fino ad oggi
- le nozioni di base sulle interazioni di particelle
- l'interazione radiazione-materia e i rivelatori di particelle
- catalogazione delle particelle elementari e loro interazioni
Codice
512143
Denominazione LABORATORIO DI ASTROFISICA
CFU
6
Settore/i
FIS/05
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Gervasi Massimo
Programma
Modalità dell’insegnamento: Lezioni frontali + esercitazioni in laboratorio
Obiettivi dell’insegnamento: introdurre la strumentazione e le tecniche osservative di base
dell’astrofisica; consentire agli studenti di condurre i primi test ed osservazioni con la strumentazione
astronomica.
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di Fisica e dei Laboratori dei precedenti semestri.
Programma: Vengono descritte le tecniche e la strumentazione utilizzate nelle osservazioni astrofisiche alle diverse frequenze: dalla banda radio alla banda X e gamma, fino ai raggi cosmici. In
particola-re vengono studiati: antenne, telescopi e ottiche in genere; principi di rivelazione alle varie
lunghezze d’onda; tecniche fotometriche e spettroscopiche; tecniche di estrazione del segnale.
Vengono inoltre proposte agli studenti alcune esperienze in laboratorio riguardanti: la
caratterizzazione di rivelatori; le tecniche di calibrazione del segnale osservato; semplici osservazioni
di sorgenti celesti.
Pag. 34/66
Codice
512163
Denominazione LABORATORIO DI CALCOLO NUMERICO E SIMBOLICO
CFU
6
Settore/i
FIS/02
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Rapuano Federico
Programma
Modalità dell’insegnamento: Lezioni e attività di laboratorio
Prerequisiti: Corsi di matematica e fisica dei primi due anni, conoscenze di programmazione.
Obiettivi dell’insegnamento:
Apprendimento dell'uso del calcolo numerico e simbolico applicando tecniche e algoritmi
a problemi fisici reali.
Programma: Il problema dell'errore nella rappresentazione dei numeri reali in un calcolatore.
Cenno ai linguaggi di programmazione, c e Fortran.
Soluzione di sistemi lineari.
Generatori di numeri casuali e loro analisi.
Integrazione, numerica e simbolica.
Soluzione di Equazioni differenziali ordinarie.
Trasformata di Fourier.
Applicazioni a sistemi fisici.
Codice
512141
Denominazione LABORATORIO DI ELETTRONICA
CFU
9
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Boella Giuliano filippo
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Dare agli studenti la preparazione di base in elettronica lineare e in
elettronica digitale, necessaria per utilizzare con profitto nelle sperimentazioni la moderna
strumentazione elettronica di misura.
Prerequisiti. Aver frequentato e sostenuto l’esame di Fisica II e il Laboratorio di Fisica.
Programma: La prima parte, dedicata all’elettronica lineare, introduce gli elementi base della teoria
ideale delle reti elettriche, i componenti attivi e passivi, i componenti a semiconduttore (diodi e
transistor), gli amplificatori a transistor, la controreazione negativa e positiva, gli amplificatori integrati
e le funzioni integrate speciali. Vie-ne insegnato l’uso di PSPICE per l’analisi dei circuiti reali. E’
strutturata su 28 ore di lezione cui seguono 32 ore di sperimentazione pratica in laboratorio, con l’uso
di moderna strumentazione.
La seconda parte, dedicata all’elettronica digitale, introduce gli elementi di logica booleana, l’algebra
di Boole, l’analisi e la sintesi della logica combinatoria e della logica sequenziale impulsata. Viene
insegnata la progetta-zione automatica di componenti FPGA con un linguaggio HDL. E’ strutturata su
12 ore di lezione cui seguono 16 ore di sperimentazione pratica in laboratorio, con l’uso di moderna
strumentazione.
Title of the course:
ELECTRONICS LABORATORY
Pag. 35/66
credits: 9
Examination: Oral discussion of the experimental work, carried out during the laboratory activities,
based on written reports presented by the students.
Aims: Give the basic knowledge of linear and digital electronics in order to understand the use and
response of the modern electronic measuring instrumentation used in the experimental
measurements.
Main topics: The first part, devoted to basic linear electronics, presents the basics of the ideal theory
of electri-cal networks, active and passive components, semiconductor components (diodes and
transistors), transistor amplifiers, negative and positive feedback, monolithic ampliers and integrated
special functions. For real circuit analysis PSPICE is used. 28 hours of lessons are followed by 32
hours of laboratory experiments.
The second part, devoted to digital electronics, gives the basics of boolean logic, boolean algebra,
analysis and synthesis of combinatorial logic and pulsed sequential logic. The automatic design of
FPGA components with a HDL language is presented. 12 hours of lessons are followed by 16 hours of
laboratory experiments, with the use of modern test instrumentation.
Codice
512147
Denominazione LABORATORIO DI ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI
CFU
6
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Lo studente acquisisce le basi per potere progettare e realizzare in
laboratorio si-stemi basati sull’uso di Microcontrollori e Digital Signal Processors.
Programma: Il corso è esclusivamente basato in applicazioni sperimentali. Verranno affrontati progetti
di diffi-coltà crescente che porranno lo studente nelle condizioni di acquisire tutte le conoscenze di
base nella progetta-zione di circuiti basati su microcontrollori e Digital Signal Processor. Il corso
prevede di spendere circa il 40 % del tempo nello sviluppo di applicazioni basate su microcontrollori
(comunicazione tra microcontrollori e PC, gestione di circuiti interfacciati con microcontrollori, utilizzo
degli Interrupt e del timer, etc.). Sono a disposi-zione sistemi basati su architettura 8051: Analog
Devices ADUC832, Analog Devices ADUC834, Analog De-vices ADUC841, Burr Brown MSC1210,
Burr Brown MSC1211, Philips MCB900, Philips EPM900, e su archi-tettura ARM7: Philips MCB2130
con JTAG controller. Il 60 % del corso prevede applicazioni con Digital Si-gnal Processor:
realizzazione di filtri FIR e gestione delle periferiche seriali veloci nella gestione dei circuiti di
conversione. Sono a disposizione: Analog Devices SHARC 21060, Analog Devices SHARC 21161, e
Texas In-struments TMS320VC5510. Dal momento che non sono previste lezioni teoriche in
laboratorio è richiesta la frequentazione almeno del corso Elettronica dei Sistemi Digitali (Modulo II). Il
corso inizia con circa 2 settima-ne di ritardo rispetto all’inizio del semestre per dare modo allo studente
di raccogliere le informazioni iniziali minime necessarie.
Pag. 36/66
Codice
512155
Denominazione LABORATORIO DI FISICA DELLE PARTICELLE
CFU
6
Settore/i
FIS/04
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Tabarelli de fatis Tommaso
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Formazione all´uso della strumentazione di misura ed ai metodi di rivelazione di particelle
Programma: Introduzione alla rivelazione di particelle: rivelatori di particelle, trattamento del segna-le,
acquisizione ed analisi dati. Spettroscopia alfa, beta e gamma: ottimizzazione, taratura e caratterizzazione di rivelatori a stato solido e a gas; misure di attività; misure di relazioni energia/percorso e di
ionizzazione specifica di particelle alfa; misure di assorbimento della radiazione gamma e misure di
coincidenza temporale.
Codice
512161
Denominazione LABORATORIO DI FISICA DELLO STATO SOLIDO
CFU
6
Settore/i
FIS/03
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Obiettivo del corso é presentare alcune tecniche di caratterizzazione per
la fisica dello stato solido.
Programma: Il corso consiste in una serie di esperienze di laboratorio mirate alla caratterizzazione elettrica ed ottica di semiconduttori (conducibilità ed effetto Hall, caratteristiche della giunzione p-n,
assorbimento e conversione fotovoltaica dell’energia luminosa, fotoluminescenza); alla misura delle
proprietà magnetiche di materiali ferromagnetici, allo studio delle proprietà ottiche di materiali nanostrutturati (nanocristalli metallici in matrici dielettriche e silicio poroso). Inoltre, un’esperienza sarà
dedicata all’utilizzo della tecnica di deposizione per evaporazione in vuoto di film sottili con controllo
interferometrico dello spessore.
L’attività di laboratorio sarà preceduta da un breve ciclo di lezioni (circa 18 ore) in cui saranno introdotte le diverse esperienze.
Codice
512145
Denominazione LABORATORIO DI FISICA MEDICA E BIOLOGICA
CFU
6
Settore/i
FIS/07
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Il Laboratorio ha lo scopo di insegnare l’uso di alcune delle molte tecniche sperimentali oggi utilizzate in fisica medica e in fisica biologica. Gli argomenti sono stati scelti in
Pag. 37/66
modo da far conoscere agli studenti un ampio ventaglio di moderni strumenti.
Programma: Le esercitazioni di fisica medica riguardano tre temi. (1) La misura delle caratteristiche
fondamentali (integrali e differenziali) di un campo di radiazioni ionizzanti. (2) La caratterizzazione
delle grandezze che definiscono il funzionamento degli acceleratori di particelle e la determinazione
delle proprietà di un rivelatore di un fascio di particelle carche. (3) L’informazione contenuta in una
immagine TAC (Tomografia Assiale Computerizzate) e sua utilizzazione nella pianificazione del pia-no
di trattamento di un tumore con raggi X e con protoni.
Le esercitazioni di fisica biologica riguardano gli effetti di perturbazione da parte di solventi e radiazioni ionizzanti e le interazioni del DNA e delle proteine con ligandi. Si utilizzeranno le seguenti tecniche. (1) L’elettroforesi per lo studio della distribuzione dei pesi molecolari e della conformazione del
DNA danneggiato da irraggiamento X o ultravioletto. (2) L’assorbimento di radiazione ultravioletta e
visibile misurato con uno spettrofotometro per il controllo dei danni al DNA e della denaturazione di
proteine. (3) La fluorescenza, rivelata con uno spettrofluorimetro per la misura delle costanti di legame
di DNA e proteine a farmaci o agenti mutagenici.
Codice
512158
Denominazione LABORATORIO DI OTTICA
CFU
6
Settore/i
FIS/03
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Batani Dino dimitri
Programma
Obiettivi dell’insegnamento:
Lo scopo e' di trasmettere agli studenti la capacita' di eseguire misure con strumenti dedicati alla ricerca avanzata nel campo dell'ottica e dei laser di potenza. Una parte importante riguarda inoltre la sicurezza nel lavoro con i laser.
Programma: Si cerca di far capire come eseguire esperimenti "non didattici" sia complicato (non esistono esperimenti semplici se ben fatti, non esistono esperimenti impossibili) e richieda particolare attenzione ed una serie di misure preliminari, ad esempio di caratterizzazione dello strumento di lavoro.
Il corso comprende una prima parte teorica in cui sono presentate le principali nozioni sul funzionamento dei laser. A questo segue una parte in laboratorio dedicata alla misura dei parametri di un laser
impulsato: energia, divergenza, spot focale; conversione in seconda armonica, misura dell'efficienza
di conversione; misura della durata dell'impulso con interferometro di Michelson, misura della durata
dell'impulso con autocorrelatore. Infine nell'ultima parte gli studenti eseguono un esperimento "applicativo" a scelta, ad esempio: misure della soglia di breakdown di vari gas in funzione della pressione,
della lunghezza d'onda del laser della focale della lente; misure di ablazione di bersagli solidi da laser;
emissione di Raggi X da plasmi prodotti la laser, uso di mini-spettrometri a cristallo piano alla Bragg.
Codice
512100
Denominazione MATEMATICA PER LA FISICA
CFU
5
Settore/i
FIS/02
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Zaffaroni Alberto
Programma
Obiettivi dell'insegnamento: introduzione all'analisi complessa e agli spazi di Hilbert, con esercitazioni
regola-ri.
Pag. 38/66
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi due anni.
Programma: PARTE 1) INTRODUZIONE AGLI SPAZI DI HILBERT. ANALISI DI FOURIER. Spazi di
Banach e di Hilbert. Spazi L^p. Serie di Fourier.
Operatori negli spazi di Hilbert. Trasformata di Fourier.
PARTE 2) ANALISI COMPLESSA. Funzioni olomorfe. Serie di potenze nel campo complesso.
Teorema di Chauchy. Serie di Laurent. Teorema dei residui. Trasformata di Laplace. Argomenti scelti
di analisi complessa.
Codice
512165
Denominazione MECCANICA QUANTISTICA
CFU
5
Settore/i
FIS/02
Anno di corso
3
Semestre
II semestre,
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Destri Claudio
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Sviluppo approfondito del formalismo della Meccanica Quantistica e delle
sue applicazioni fondamentali in contesti nonrelativitici.
Prerequisiti: Meccanica classica, Elettromagnetismo ed elementi di Meccanica Quantistica
Programma: La struttura formale della MQ: osservabili, stati, indeterminazioni; postulati generali;
miscele sta-tistiche; evoluzione temporale; misure, coerenza, decoerenza e correlazioni.
Simmetrie e invarianze: gruppi di simmetria e loro rappresentazioni; rotazioni e momento angolare;
gruppo di Galilei e particelle elementari; interazione elettromagnetica e trasformazioni di gauge.
Metodi approssimati: teoria delle perturbazioni; metodo variazionale; approssimazione semiclassica.
Fondamenti di teoria dello scattering: collisione e diffusione; matrice di scattering; serie di Born; analisi
in onde parziali
Particelle identiche e introduzione alla seconda quantizzazione: principio di indistinguibilità; bosoni e
fermioni; spazio di Fock; operatori di creazione e distruzione; quantizzazione canonica del campo
elettromagnetico
Codice
512157
Denominazione ONDE ELETTROMAGNETICHE E PLASMI
CFU
5
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Riccardi Claudia
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Insegnamento della interazione delle onde con la materia: descrizione
della propagazione di onde nei mezzi omogenei, onde nei mezzi, relazione di dispersione, sorgenti di
onde.
Programma: Descrizione delle onde nella materia: Modello dell’oscillatore armonico, modello di
Lorentz-Drude, le scale spaziali e temporali, Equazione delle onde, Soluzioni a significato fisico, Onde
trasversali e onde longitudinali. Soluzioni per problemi a contorno e problemi di Cauchy. Relazione di
dispersione. Relazioni di Kramers-Kronig, Principio di causalita’. Onde nei mezzi omogenei: onde in
un conduttore, onde in un mezzo dielettrico, onde in plasma, onde nella ionosfera, i precursori di Brillouin. Onde in mezzi limitati: onde in cavo coassiale e in guida d’onda. Cenni alle sorgenti di onde
Pag. 39/66
elettromagnetiche.
Codice
512105
Denominazione OTTICA MODERNA
CFU
4
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Batani Dino dimitri
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Il corso cerca di trasmettere alcune nozioni di ottica quantistica (funzionamento dei laser), di ottica non-lineare e di interazione radiazione materia, cercando di mettere in
grado gli studenti di affrontare argomenti di ricerca in tali campi.
Programma: Il corso si divide in tre parti:
1. Modello di Lorentz-Drude:
Modello di Lorentz-Drude nell caso di dielettrici, metalli e di cristalli uniassici. Plasmi e relazione di
dispersione per plasmi non-collisionali e collisionali. Dispersione e dispersione anomala, onde evanescenti, velocita'di gruppo, solitoni
2. Fondamenti di ottica non-lineare:
generazione di seconda armonica, self focusing e filamentazione, effetto fotoelettrico multifotonico,
trasparenza e opacita' indotte
3. Fondamenti sui laser:
Radiazione di corpo nero, emissione stimolata e spontanea, inversione di popolazione, il concetto di
guadagno, soglia per il laseraggio, il ruolo della cavita' ottica, Q-switching, mode locking, tecnica CPA,
alcune nozioni "costruttive" sui laser
Codice
512119
Denominazione PROTEZIONISTICA AMBIENTALE
CFU
5
Settore/i
BIO/10
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento:
Impartire le conoscenze di base relative agli “inquinanti fisici” presenti nell’ambiente esterno e negli
ambienti lavorativi e ai loro effetti biologici e sanitari sull’uomo, nonché quelle relative ai metodi di
misura e prevenzio-ne.
Programma: Vengono presi in considerazione i seguenti “inquinanti fisici”:
radiazioni ionizzanti (RI) di origine naturale e artificiale
radiazioni elettromagnetiche non ionizzanti (NIR)
radiazione ultravioletta (UV)
rumore acustico
Dopo un’analisi dell’approccio metodologico al problema dell’inquinamento ambientale da tali agenti
fisici, vengono affrontati i seguenti argomenti:
Generalità (caratteristiche fisiche, grandezze di campo e relative unità di misura, interazione
con l’organismo, con organi e apparati, con le cellule) e fonti di esposizione (tipo e intensità)
Effetti biologici e sanitari conseguenti all’esposizione; effetti deterministici ed effetti stocastici
Pag. 40/66
-
Limiti di base e livelli di riferimento
Cenni sulla strumentazione e sulle tecniche di misura
Criteri e metodi di protezione. Normativa tecnica e legislazione
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di fisica e di laboratorio dei primi due anni.
Codice
512106
Denominazione RADIAZIONI ELETTROMAGNETICHE
CFU
4
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento:
Fornire livelli di conoscenza e competenza per la protezione delle persone contro gli effetti negativi
dell’esposizione ambientale ai campi elettromagnetici, a bassa ed ad alta frequenza, prodotti nelle applicazioni tecnologiche.
Programma:
Richiami di elettro e magnetostatica e dinamica, cenni sulla teoria del campo elettromagnetico;
Sistemi radianti, sistemi radiotelevisivi, sistemi per le comunicazioni mobili di I, II, III generazione,
trasporto dell’energia elettrica: tecnologie ed esposizioni
Interazione con gli organismi: dosimetria ed effetti biologici deterministici
Interazione con gli organismi: gli effetti fini studiati e le ipotesi di rischio
La normativa tecnica, il sistema delle raccomandazioni internazionali; la normativa nazionale
Codice
512107
Denominazione RADIOATTIVITA'
CFU
4
Settore/i
FIS/04
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Discussione delle principali problematiche ambientali legate alla radioattività sia naturale che artificiale con valutazione dei vari effetti biologici che da queste possono derivare.
Programma: Introduzione alla radioattività. Unità di misura adottate e cenni di dosimetria delle radiazioni. Studio e discussione delle principali catene naturali 238U,232Th e 235U. Definizione di
equilibrio secolare e sue eventuali rotture. Radioattività naturale di origine fossile e cosmogenica.
Studio ed uti-lizzo delle tavole dei nuclidi. Radiazione cosmica. Cenni ai reattori nucleari ed ai
problemi dovuti alle scorie di origine sia militare che civile. Trattamento delle scorie e tecniche di
smaltimento. Procedure di arricchimento dell’uranio. Tecniche di spettroscopia alfa, beta, gamma.
Interpretazione quantitativa delle misure di radioattività. Tecniche di attivazione neutronica e misura di
elementi in tracce. Studio e misura del Radon. Applicazioni della radioattività a vari campi della
scienza.
Pag. 41/66
Codice
512102
Denominazione RELATIVITA'
CFU
4
Settore/i
FIS/02
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Penati Silvia
Programma
Obiettivi dell'insegnamento: Riprendere e formalizzare i principi della relativita' speciale, introdurre al
forma-lismo covariante e alle equazioni della dinamica relativistica, introdurre alle nozioni base della
fisica in spazio curvo.
Prerequisiti: Nozioni di relativita' speciale impartite negli insegnamenti di Fisica dei primi anni della
laurea triennale in Fisica, Meccanica Analitica, Elettromagnetismo classico.
Programma: RICHIAMI DI RELATIVITA' SPECIALE: I due postulati di Einstein. Relativita' della
simulta-neita'. Dilatazioni temporali e contrazioni spaziali. Trasformazioni di Lorentz dai postulati
relativistici.
GRUPPO DI LORENTZ: le componenti connesse del gruppo di Lorentz omogeneo. Rappresentazioni
del grup-po di Lorentz.
STRUTTURA DELLO SPAZIO-TEMPO: tensori covarianti e controvarianti. Tensore metrico dello
spazio-tempo di Minkowski. Formalismo covariante.
MECCANICA RELATIVISTICA: tetravettori velocita' e momento. Dinamica di una particella
relativistica. Precessione di Thomas.
FORMULAZIONE COVARIANTE DELL'ELETTROMAGNETISMO: Equazioni di Maxwell in formalismo
covariante e loro covarianza sotto trasformazioni di Lorentz.
Elettrodinamica. Tensore energia--impulso e leggi di conservazione.
MECCANICA QUANTISTICA RELATIVISTICA: Equazione di Dirac e sue soluzioni. Effetti relativistici
in Meccanica Quantistica. Equazione di Klein-Gordon e sue soluzioni.
LA FISICA NELLO SPAZIO CURVO: CINEMATICA DEL CAMPO GRAVITAZIONALE:
Sistemi di riferimento in moto accelerato. Principio di equivalenza. La gravita' come proprieta'
geometrica dello spazio-tempo. Evidenze della curvatura dello spazio. Introduzione del tensore
metrico. Particella in campo gra-vitazionale. Equazione delle geodetiche. Tensore di curvatura e sue
proprieta'.
RELATIVITA' GENERALE. DINAMICA DEL CAMPO GRAVITAZIONALE:
Equazioni di Einstein. Tensore energia-impulso per un fluido perfetto. Cenni alle soluzioni di
Robertson--Walker e Schwarzchild.
Testi consigliati:
W. Rindler, ``Essential relativity (special, general and cosmological)'', Springer-Verlag
N.D. Mermin, ``Space and time in special relativity'', Waveland Press
J.D. Jackson, ``Classical Electrodynamics'', John Wiley & Sons, NY
D.J. Griffith, ``Introduction to Electrodynamics'', Prentice Hall, NJ
S.W. Hawking, G.F.R. Ellis, ``The large scale structure of space--time'',
Cambridge University Press, 1973
J.D. Bjorken & S.D. Drell, ``Relativistic Quantum Mechanics'', McGraw-Hill, NY
R.M. Wald, ``General Relativity'', The university of Chicago Press, 1984
S. Weinberg, ``Gravitation and cosmology'', John Wiley, 1972
Pag. 42/66
Codice
512122
Denominazione STRUMENTAZIONE ELETTRONICA
CFU
4
Settore/i
ING-INF/07
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Spettrometri di radiazioni ionizzanti (descrizione); Segnale e rumore elettronico; Rivelatori a
semiconduttore di radiazioni ionizzanti (X, gamma); Preamplificazione e amplificazione del segnale;
Ottimizzazione del rapporto segnale rumore; Conversione analogico-numerica del segnale; Filtraggio
digitale (cenni).
Codice
512120
Denominazione COMPLEMENTI DI BIOFISICA E FISICA MEDICA
CFU
4
Settore/i
BIO/10
Anno di corso
n.d.
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Chirico Giuseppe
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Il corso intende soprattutto fornire allo studente le basi della Biofisica e
Fisica Medica al fine dell'inserimento nel corso di laurea specialistica in Fisica con indirizzo Biofisica e
Fisica Medica.
Prerequisiti: corsi di fisica e matematica della laurea triennale.
Programma: Il corso intende fornire le basi in biofisica e fisica medica per gli studenti che si avviano
alla laurea specialistica con indirizzo biofisico. Verranno introdotti i seguenti argomenti: struttura di
Proteine e DNA; metodi per la determinazione della loro struttura molecolare (diffrazione di raggi X, di
luce visibile e di neutroni); elementi di termodinamica delle reazioni biochimiche; basilari metodi
spettroscopici per la biologia molecolare e la fisica medica (microscopia, risonanza magnetica nucelare). Infine verranno discussi alcuni effetti biologici delle radiazioni e sue applicazioni.
Ulteriori informazioni al sito http://fisica.mib.infn.it/it/ricerca/homepages/biofisica/
Codice
512160
Denominazione INTRODUZIONE ALLA FISICA DELLO STATO SOLIDO
CFU
5
Settore/i
FIS/03
Anno di corso
n.d.
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Terzi Nice
Programma
Modalità dell’insegnamento: LEZIONI FRONTALI INTEGRATE DA ESERCITAZIONI SCRITTE
Obiettivi dell’insegnamento: Introduzione alla fenomenologia dei solidi e alle teorie fisiche e ai modelli
adot-tati più semplici: modelli di interpretazione di Drude, Sommerfeld e Bloch.
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei precedenti semestri.
Pag. 43/66
Programma: Proprietà elettroniche di trasporto nei metalli: modello di Drude e di Sommerfeld
Fenomenologia dei solidi in campi elettrici e magnetici statici e in gradienti termici.
Strutture cristalline: reticolo diretto e reticolo reciproco. Diffrazione X da cristalli.
Modello di Bloch e bande di energia in approssimazione debole. Introduzione alla fisica dei
semiconduttori.
Classificazione dei solidi, energia di legame e difetti.
Proprietà termiche degli isolanti e dinamica ionica in approssimazione armonica.
Testo adottato: N. W. Ashcroft & N. D. Mermin, “Solid State Physics”, Saunders (1976).
Codice
512167
Denominazione LABORATORIO DI CHIMICA
CFU
5
Settore/i
CHIM/03
Anno di corso
n.d.
Semestre
n.d.
Tipo esame
Docente titolare
Programma
Pag. 44/66
Fisica - Insegnamenti per studenti immatricolati nell'A.A.2005/2006
Codice
512133
Denominazione ALGEBRA LINEARE E GEOMETRIA - MUTUATO
CFU
10
Settore/i
MAT/03
Anno di corso
1
Codice
512134
Denominazione ANALISI MATEMATICA I - MUTUATO
CFU
10
Settore/i
MAT/05
Anno di corso
1
Codice
512016
Denominazione ELEMENTI DI CHIMICA
CFU
6
Settore/i
CHIM/03
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Introdurre concetti fondamentali di teoria del legame chimico, proprietà e
reattività di sostanze gassose, liquide e solide.
Prerequisiti: Nozioni di matematica e fisica di scuola secondaria
Programma: Il corso fornisce una introduzione agli aspetti fondamentali della chimica generale e inorganica. Dopo una introduzione alla teoria del legame chimico, vengono trattati gli aspetti di struttura e proprietà di gas, liquidi e solidi e delle rispettive transizioni di fase. Particolare attenzione è data
alle reazioni di equilibrio in soluzione (acidi, basi, soluzioni, ecc.) e alle reazioni elettrochimiche (proprietà redox, celle galvaniche, ecc.). Il corso comprende una parte di esercizi e una parte di lezioni
frontali. L’esame è scritto e consiste in alcuni problemi di stechiometria e in domande di teoria.
Codice
512149
Denominazione ESPERIMENTAZIONI DI FISICA
CFU
8
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Calvi Marta
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Maggior comprensione delle leggi della meccanica, termodinamica ed
ottica attraverso lo studio diretto dei fenomeni. Imparare ad effettuare misure, elaborare i dati raccolti
e valutare criticamente i risultati ottenuti.
Programma: Il corso comprende alcune lezioni sulla teoria degli errori di misura, elementi di probabilità e statistica, di analisi ed elaborazione dei dati, ed una serie di esperimenti svolti in laboratorio dagli
studenti, a gruppi di tre.
Argomenti degli esperimenti: studio di moti e oscillazioni, pendolo semplice e composto, urti centrali
elastici ed anelastici, misura della costante di gravitazione universale, onde elastiche su una corda
Pag. 45/66
tesa, onde sonore in un tubo aperto e chiuso, misure di densità e di viscosità, misure di calorimetria,
studio di compressioni ed espansioni di gas, misure di elettrostatica e misure di ottica geometrica.
Codice
512010
Denominazione FISICA I (I MODULO)
CFU
5
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Pullia Antonino
Programma
Obiettivi dell’insegnamento:
Fornisce le basi della meccanica classica del punto e dei sistemi ; introduce i concetti di simmetria e
le Leggi di Conservazione.
Programma: La Misura; Moto in una dimensione; Vettori; Moto in due e tre dimensioni; le Forze e la
leggi di Newton; Dinamica delle particelle; Lavoro ed Energia; Conservazione dell’Energia; Sistemi di
particelle; Urti; Cinematica Rotazionale; Dinamica Rotazionale; Momento Angolare; Equilibrio dei corpi
rigidi; Oscillazioni; Gravitazione .
Codice
512014
Denominazione FISICA I (II MODULO)
CFU
10
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Pullia Antonino
Programma
Obiettivi dell’insegnamento:
Fornisce le basi della termodinamica ed introduce I concetti della relativita ` speciale.
Programma: Statica dei Fluidi; dinamica dei Fluidi; onde; acustica; relativita speciale; temperatura;
teoria cinetica dei gas; meccanica statistica; il calore ed il I principio; l entropia ed il II principio.
Pag. 46/66
Codice
512130
Denominazione LABORATORIO DI INFORMATICA PER LA FISICA I
CFU
5
Settore/i
INF/01
Anno di corso
1
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Nozioni di base della programmazione di elaboratori, algoritmi e strutture di dati
Codice
512135
Denominazione ANALISI MATEMATICA II - MUTUATO
CFU
10
Settore/i
MAT/05
Anno di corso
2
Codice
512017
Denominazione FISICA II (I MODULO)
CFU
5
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
2
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto; Voto finale
Docente titolare Fontanesi Marcello
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Insegnamento dei fondamenti della fisica classica: elettrostatica nel
vuoto, ma-gnetostatica nel vuoto e correnti stazionarie
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi due semestri.
Programma: Analisi vettoriale: Campi e Linee di forza, Operatori differenziali e integrali, Teorema della
di-vergenza e del rotore.
Elettrostatica nel vuoto: Legge di Coulomb, Campo elettrico, Potenziale elettrico ed energia
potenziale, Teore-ma di Gauss, Conduttori ed isolanti, Induzione elettrostatica, Capacità,
Condensatori in serie e parallelo, Energia elettrostatica.
La corrente elettrica stazionaria: Intensità e Densità di corrente, Conducibilità elettrica, Resistività e
legge di Ohm, Tempo di rilassamento, Forze elettromotrici, Collegamenti tra resistori, Legge di Joule
Magnetostatica nel vuoto: Induzione magnetica, Forza agente su una carica in moto, Forza agente su
un circuito percorso da corrente, Seconda formula di Laplace, Legge di Biot e Savart, Prima formula di
Laplace, Forza a-gente tra due circuiti percorsi da corrente, Legge della circuitazione di Ampére,
Flusso magnetico
Pag. 47/66
Codice
512021
Denominazione FISICA II (II MODULO)
CFU
10
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
2
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Fontanesi Marcello
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Insegnamento dei fondamenti della fisica classica: induzione
elettromagnetica, elettrostatica e magnetostatica nei mezzi materiali, onde elettromagnetiche e ottica
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi tre semestri.
Programma: Induzione elettromagnetica: Legge di Faraday-Neumann-Lenz, Auto- e mutua-induzione,
Energia del campo elettromagnetico. Elettrostatica nei mezzi materiali: Sviluppo in multipoli, Forza ed
energia potenzia-le di un dipolo, Polarizzazione elettrica, Teorema di Gauss nei dielettrici, Suscettività
e permettività dielettrica. Magnetostatica nei mezzi materiali: Magnetizzazione, Legge di Ampére nei
materiali magnetizzati, Suscettività e permittività magnetica, Materiali dia-, para- e ferromagnetici.
Onde elettromagnetiche: Equazioni di Maxwell, Teorema di Poynting, Quantità di moto, energia e
intensità delle onde elettromagnetiche, Radiazione di una ca-rica accelerata e di dipolo, Condizioni al
contorno per i campi. Ottica: Riflessione e rifrazione, Legge dell'icona-le, Principio di Fermat,
Polarizzazione, Interferenza, Velocità di fase e di gruppo, Principio di Huygens-Fresnel, Diffrazione,
Dispersione, Mezzi anisotropi.
Codice
512136
Denominazione FISICA III (I MODULO)
CFU
5
Settore/i
FIS/03
Anno di corso
2
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Baldini Giancarlo
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Presentazione di: a) fenomenologie che mostrano l’inadeguatezza della
fisica classica alla loro descrizione, b) conseguente formulazione di nuovi modelli che introducono alla
fisica quanti-stica, c) applicazione di modelli teorici a casi rappresentativi e d) esercitazioni alla
soluzione di problemi.
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi tre semestri.
Programma: Mod. 1 - Corpuscolarità della materia e della carica. Equipartizione dell’energia, moto
bro-wniano e numero di Avogadro, calori specifici ed esperimenti di Thomson e Millikan.
Comportamento non classico della radiazione e.m.. Cenni di spettroscopia. La radiazione termica e il
“corpo nero”. La quantizza-zione di Planck dell’oscillatore e.m.. L’effetto fotoelettrico e il fotone
secondo Einstein. Elementi di mecca-nica statistica classica e quantistica. I modelli di Einstein e di
Debye per il calore specifico dei solidi isolanti e l’anomalia dei metalli.
Mod. 2 - L'atomo. Spettri atomici e regolarità delle serie spettrali. L’ipotesi nucleare di Rutherford e il
model-lo atomico di Bohr. La struttura fina dell'atomo di H. Lo spin dell'elettrone. Allargamento
termico delle righe. Onde e.m. o fotoni? Spettri continui e a righe dei raggi X. Diffrazione alla Bragg.
L’effetto Compton. Parti-celle o onde? Diffrazione di particelle; propagazione; indeterminazione di
Heisenberg. Ancora spettroscopia. Struttura iperfina. Il laser. Indice di rifrazione e assorbimento della
luce nei gas e nei dielettrici secondo il mo-dello di Lorentz.
Principali testi consigliati:
D. Halliday, R.Resnick e K. S. Krane, "Fisica 2", Casa Editrice Ambrosiana, 1994.
M. Alonso e E. Finn, "Fund. Univ. Phys" Vol. III, "Quantum & Stat. Phys.", Add-Wesley.3
Richtmyer-Kennard-Cooper, ”Introd. to Modern Physics.”, Tata-McGraw-Hill, reprint 1988
Pag. 48/66
Codice
512137
Denominazione FISICA III (II MODULO)
CFU
5
Settore/i
FIS/04
Anno di corso
2
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Baldini Giancarlo
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Presentazione di: a) fenomenologie che mostrano l’inadeguatezza della
fisica classica alla loro descrizione, b) conseguente formulazione di nuovi modelli che introducono alla
fisica quanti-stica, c) applicazione di modelli teorici a casi rappresentativi e d) esercitazioni alla
soluzione di problemi.
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi tre semestri.
Programma: Mod. 1 - Corpuscolarità della materia e della carica. Equipartizione dell’energia, moto
bro-wniano e numero di Avogadro, calori specifici ed esperimenti di Thomson e Millikan.
Comportamento non classico della radiazione e.m.. Cenni di spettroscopia. La radiazione termica e il
“corpo nero”. La quantizza-zione di Planck dell’oscillatore e.m.. L’effetto fotoelettrico e il fotone
secondo Einstein. Elementi di mecca-nica statistica classica e quantistica. I modelli di Einstein e di
Debye per il calore specifico dei solidi isolanti e l’anomalia dei metalli.
Mod. 2 - L'atomo. Spettri atomici e regolarità delle serie spettrali. L’ipotesi nucleare di Rutherford e il
model-lo atomico di Bohr. La struttura fina dell'atomo di H. Lo spin dell'elettrone. Allargamento
termico delle righe. Onde e.m. o fotoni? Spettri continui e a righe dei raggi X. Diffrazione alla Bragg.
L’effetto Compton. Parti-celle o onde? Diffrazione di particelle; propagazione; indeterminazione di
Heisenberg. Ancora spettroscopia. Struttura iperfina. Il laser. Indice di rifrazione e assorbimento della
luce nei gas e nei dielettrici secondo il mo-dello di Lorentz.
Principali testi consigliati:
D. Halliday, R.Resnick e K. S. Krane, "Fisica 2", Casa Editrice Ambrosiana, 1994.
M. Alonso e E. Finn, "Fund. Univ. Phys" Vol. III, "Quantum & Stat. Phys.", Add-Wesley.3
Richtmyer-Kennard-Cooper, ”Introd. to Modern Physics.”, Tata-McGraw-Hill, reprint 1988
Codice
512131
Denominazione LABORATORIO DI FISICA
CFU
10
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
2
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Ragazzi Stefano
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: osservazione sperimentale di fenomeni fondamentali dell’ottica e
dell’elettromagnetismo classici; apprendimento dei metodi di misura e dell’uso corretto degli strumenti;
l’applicazione e lo sviluppo di tecniche di elaborazione di dati.
Programma: Il corso si articola in 24 ore di lezioni introduttive, 92 ore di laboratorio e 15 ore di
esercitazioni dedicate al controllo del lavoro svolto e dell’apprendimento dello studente. Durante le ore
di laboratorio gli stu-denti, in gruppi di tre, svolgono osservazioni quantitative su fenomeni di ottica
geometrica e ondulatoria, nel vi-sibile e nel dominio delle microonde, su semplici circuiti elettrici
costituiti da un generatore, in CC e in CA, e da una rete di elementi passivi (R, L, C in diverse
configurazioni), e sulla caratteristiche di linee di trasmissione.
I dati raccolti ed elaborati vengono presentati al termine del corso in relazioni scritte.
Pag. 49/66
Codice
A5120004
Denominazione LABORATORIO DI INFORMATICA PER LA FISICA II
CFU
5
Settore/i
ING-INF/07
Anno di corso
2
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Paganoni Marco
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Il laboratorio ha l’obiettivo di introdurre gli studenti all’utilizzo del
calcolatore per l’elaborazione dei dati.
Programma: Si approfondisce la conoscenza del sistema operativo Linux e del linguaggio C, già
affrontati nel laboratorio del I anno. Si discutono i metodi di stima dei parametri e di test di ipotesi. Si
applicano queste no-zioni a casi concreti di misure fisiche, con esercitazioni al calcolatore. Vengono
inoltre svolti semplici esercizi di analisi numerica per l’approssimazione di funzioni, il calcolo di
integrali e la soluzione di sistemi di equazio-ni.
Codice
512138
Denominazione SISTEMI DINAMICI E MECCANICA CLASSICA - MUTUATO
CFU
10
Settore/i
MAT/07
Anno di corso
2
Codice
512030
Denominazione COMPLEMENTI DI FISICA E ASTROFISICA NUCLEARE
CFU
4
Settore/i
FIS/05
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Brofferio Chiara
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Il corso intende soprattutto presentare allo studente le basi della fisica
subnucleare e di astrofisica moderna con particolare riferimento all’ astrofisica particellare. Il corso
comprende anche un cenno ai piu’ comuni rivelatori di particelle.
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi due anni e dei corsi di Elementi di
Struttura della Materia e di Introduzione alla Fisica Nucleare del Terzo anno
Programma: Particelle. Il concetto di particella elementare. I numeri quantici di vari tipi di parti-celle.
Il numero barionico, leptonico e di sapore e la loro conservazione. I vari tipi di neutrino e determinazioni della loro massa. Interazioni di adroni. Le risonanze. Gli adroni e la loro classificazione. Il modello standard. La struttura a quarks degli adroni. Simmetria delle particelle e leggi di conservazione. Violazione della P e C parita' nelle interazioni deboli. Interazioni deboli violanti e conservanti
la stranezza. L' angolo di Cabibbo. Unificazione delle interazioni elettromagnetiche e deboli. La grande unificazione e le sue conseguenze sperimentali. Conseguenze indirette della massa del neutrino:
violazione del numero leptonico ed oscillazioni del neutrino
Rivelatori di particelle. Rivelatori elettronici e visualizzanti. La camera ad ionizzazione. Il contatore
proporzionale. Contatori a molti fili,camere a deriva e camere a proiezione temporale. Il contatore di
Geiger-Muller ed i tubi a streamer. I rivelatori a scintillazione. I fotomoltiplicatori. Rivelatori a luce
Cerenkov. I vari tipi di rivelatori a semiconduttore. Cenni alla spettroscopia alfa e gamma. Rivelatori
per neutroni. Attivazione neutronica
Cenni di astrofisica e cosmologia
Proprietà di una stella : luminosità assoluta ed apparente, temperatura, massa ecc. Proprietà
Pag. 50/66
misurate e derivate del sole. Energia solare. I neutrini solari e la loro osservazione. L’evoluzione
stellare, buchi neri, stelle da neutroni, nane. La nostra galassia. Metodi di misura delle distanze. Le
supernove. La supernova SN87A. I raggi cosmici primari e secondari. Varie componenti dei raggi
cosmici. Onde gravitazionali. I campi magnetici galattici. Radiosorgenti . Le altre galassie. Calcolo non
relativistico dell’espansione dell’universo. Parametro di decelerazione e densità critica. La materia
oscura. Cenni alla teoria del Big Bang. Nucleosintesi e radiazione elettromagnetica di fondo
Codice
512103
Denominazione COMPLEMENTI DI FISICA SUBATOMICA
CFU
4
Settore/i
FIS/04
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Zanotti Luigi ernesto
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Apprendimento nel campo della Fisica Subatomica
Programma: Il corso intende fornire le nozioni fondamentali nel campo della fisica subnucleare. Gli
argomenti trattati riguardano la fenomenologia delle particelle subnucleari. Verranno anche trattati i
metodi di rivelazione delle particelle, inclusa la descrizione dei complessi apparati attualmente in uso
in questo campo. In particolare saranno trattati:
- l'evoluzione storica dalle prime scoperte (pione e muone) fino ad oggi
- le nozioni di base sulle interazioni di particelle
- l'interazione radiazione-materia e i rivelatori di particelle
- catalogazione delle particelle elementari e loro interazioni
Codice
512162
Denominazione COMPLEMENTI DI STRUTTURA DELLA MATERIA
CFU
4
Settore/i
FIS/03
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Benedek Giorgio
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: La struttura fisica, la meccanica statistica, le proprietà di trasporto e i
fenomeni collettivi della materia condensata.
Prerequisiti: Il corso di Elementi di Struttura della Materia.
Programma: Statistiche quantistiche. Bosoni: fotoni e fononi, calore specifico dei solidi, elio 4.
Fermioni: il gas di elettroni liberi, calore specifico elettronico. Materia condensata estesa: solidi, liquidi,
cluster. Tipi di soli-di vs. struttura elettronica. Elettroni liberi, elettroni in un potenziale periodico.
Trasporto nella materia conden-sata: metalli, semiconduttori. Giunzioni e dispositivi. Trasporto in
campo magnetico: effetto Hall classico e quantistico. Fenomeni collettivi: magnetismo,
superconduttività, superfluidità, condensazione di Bose-Einstein.
Pag. 51/66
Codice
512146
Denominazione ELEMENTI DI BIOFISICA E FISICA MEDICA
CFU
5
Settore/i
FIS/07
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Chirico Giuseppe
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Il corso intende soprattutto presentare allo studente le principali tecniche
di inda-gine della Biofisica e Fisica Medica.
Prerequisiti: insegnamenti di struttura della materia
Programma: Il corso prevede la trattazione di argomenti legati alla Fisica Biologica e Fisica Medica. In
parti-colare si parlerà della struttura di Proteine e DNA e della determinazione della loro struttura
molecolare: diffra-zione di raggi X, di luce visibile e di neutroni. Verranno dati elementi di ingegneria
genetica per Fisici e di ter-modinamica delle reazioni biochimiche. Si analizzeranno alcuni metodi
spettroscopici per la biologia molecola-re e la fisica medica: fluorescenza e assorbimento ottico,
osservazione diretta (microscopia), Risonanza magne-tica nucelare: struttura e imaging. Infine
verranno discussi alcuni effetti biologici delle radiazioni e sue applica-zioni.
Ulteriori informazioni al sito http://fisica.mib.infn.it/it/ricerca/homepages/biofisica/
Codice
512139
Denominazione ELEMENTI DI MECCANICA QUANTISTICA
CFU
5
Settore/i
FIS/02
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Destri Claudio
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Sviluppo dei concetti fondamentali e delle tecniche matematiche di base
della-Meccanica Quantistica con applicazioni a modelli e sistemi fisici semplici.
Prerequisiti: Meccanica classica ed Elettromagnetismo al livello del secondo anno della Laurea
Triennale
Programma: Elementi di teoria dei campi classica: principi variazionali; equazioni delle onde; mezzi
dispersi-vi. Meccanica Ondulatoria: dalla vecchia teoria dei quanti all'equazione di Schroedinger;
oseervabili fondamen-tali; principio di indeterminazione; l'espansione in autofunzioni; barriere e buche
di potenziale; l'oscillatore ar-monico; l'atomo di idrogeno; quantizzazione del momento angolare e spin
delle particelle; perturbazioni indi-pendenti dal tempo.
Interazione con un campo elettromagnetico classico: accoppiamento minimale e invarianza di gauge;
il caso del campo magnetico costante; perturbazioni dipendenti dal tempo e radiazione atomica;
emissione ed assorbimento
stimolati; emissione spontanea
Pag. 52/66
Codice
512140
Denominazione ELEMENTI DI STRUTTURA DELLA MATERIA
CFU
5
Settore/i
FIS/03
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Benedek Giorgio
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: La comprensione della struttura fisica e delle proprietà ottiche degli atomi
e delle molecole mediante lo strumento della meccanica quantistica.
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi tre semestri e il corso di Fisica III.
Programma: Introduzione elementare alla meccanica quantistica. L’atomo di idrogeno e idrogenoidi. Il
mo-mento angolare orbitale e di spin. Momenti magnetici. Interazione spin-orbita. Proprietà ottiche e
regole di sele-zione. Sistemi quantistici a più particelle. Simmetria della funzione d’onda. Spin semiinteri e principio di e-sclusione. L’atomo di elio e atomi a più elettroni. Teorie di Hartree e di HartreeFock. Schemi di accoppiamen-to. Regole di Hund. Effetti del campo magnetico. Le molecole: stati
elettronici e legame chimico, rotazioni e vi-brazioni. Spettroscopia molecolare.
Codice
512104
Denominazione ELETTRODINAMICA COSMICA
CFU
4
Settore/i
FIS/05
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Bonometto Silvio
Programma
Obiettivi dell'insegnamento:
Relativita' speciale ed elettrodinamica, con particolare rilievo alla
fisica dei processi di rilevanza aastrofisica.
Prerequisiti: I corsi di matematica e fisica di I e II anno.
Programma: Le basi fisiche della relativita' speciale. La formulazione lagrangiana nell'ambito della
relativita' speciale. Decadimenti e urti. Effetto Compton.
Effetto Compton inverso. Equazioni dell'elettromagnetismo in ambito relativistico. Trasformazioni di
campi e potenziali. Invarianti. Moto di particelle cariche in campi. Potenziali di Lienard Wiechert. Potenziali ritardati. Sviluppo in serie di multipoli. Radiazione di dipolo.
Effetto Thomson. Radiazione di sincrotrone. Radiazione di sincrotrone da distribuzioni di particelle.
Cenno alla Breemstrahlung.
Testo adottato: Landau Lifshitz, Teoria Classica del Campo.
Pag. 53/66
Codice
512153
Denominazione ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI (I MOD.)
CFU
5
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Introduzione agli strumenti matematici di base per l'elaborazione di
segnali digi-tali generati da apparati di misura di grandezze di interesse fisico
Programma: Rappresentazione matematica dei segnali discreti. Funzioni sinusoidali e
rappresentazione spet-trale dei segnali periodici e non periodici: relazione tempo-frequenza. Teoria
del campionamento: conversioni AD/DA ed aliasing. Filtri FIR (Finite Impulse Response): sistemi
lineari invarianti nel tempo (LTI). Risposta spettrale dei filtri FIR. Sistemi LTI in cascata. La
trasformata Z. Filtri IIR (Infinite Impulse Response). Ri-sposta spettrale dei filtri IIR. Analisi spettrali:
trasformata di Fourier discreta e veloce (DFT, FFT).
Codice
512081
Denominazione ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI (II MOD.)
CFU
4
Settore/i
ING-INF/07
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Allo studente vengono forniti i criteri per potere comprendere l’architettura
e po-tere utilizzare Microcontrollori e Digital Signal Porcessor.
Programma: Architettura tipica di un microcontrollore. Strutture di microcontrollori. I microcontrollori
basati sull’architettura 8051 e ARM. I cicli macchina e l’ottimizzazione delle prestazioni: istruzioni a
singolo ciclo, la pipeline, etc. Architettura tipica di un Digital Signal Processor. La serie TMS320 di
Texas Instruments e SHARC di Analog Devices. I concetti di MAC, barrel shifter, etc. Criteri di utilizzo
e selezione tra un micro-controllore ed un Digital Signal Processor. Aritmetica fixed-point e floatingpoint. Approssimazioni numeriche. L’interfaccia tra il mondo analogico e digitale: accenno all’uso di
amplificatori lineari per il trattamento dei se-gnali. Introduzione all’uso dei transistori nelle applicazioni
digitali. La connessione tra il mondo analogico e quello digitale: i convertitori da segnale analogici a
segnali digitali, ADC, ed i convertitori da segnali digitali a segnali analogici, DAC. Accenni alla logica
digitale (porte logiche, registri, ecc) e tecnologie digitali (TTL, CMOS, LVD, ecc). Accenni alle linee di
trasmissione.
Pag. 54/66
Codice
512144
Denominazione INTRODUZIONE ALL'ASTROFISICA
CFU
5
Settore/i
FIS/05
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento:
Fornisce le basi fenomenologiche ed osservative dei principali argomenti di studio dell’astrofisica.
Programma:
Misure Astronomiche: canali elettromagnetici e non di informazione astronomica, coordinate celesti,
grandezze fotometriche, principali parametri fisici delle sorgenti determinabili dalle osservazioni, scala
delle distanze, e-sercizi. Strumentazione Astronomica: telescopi per le diverse bande e.m., telescopi
per particelle, rivelatori associati ai diversi tipi di telescopio, esercizi. Stelle: classificazione,
diagramma H-R, struttura,
nucleosinte-si, evoluzione stellare, esercizi. Galassie: la Via Lattea,
classificazione di Hubble, cinematica,
gruppi e ammassi, AGN, esercizi. Modello Cosmologico
Standard: evidenze osservative del Big Bang, il fondo a micro-onde, esercizi.
Codice
512142
Denominazione INTRODUZIONE ALLA FISICA NUCLEARE
CFU
5
Settore/i
FIS/04
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Fiorini Ettore
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Il corso intende soprattutto presentare allo studente le basi della fisica
nucleare moderna e qualche sua applicazione ad altri campi della scienza quali la fisica ambientale e
medic, ed alle fonti di energia . Il corso comprende anche lo studio delle interazioni delle particelle
con la materia ed esercitazioni dedicate alla soluzione di problemi.
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi due anni e del corso di Elementi di
Struttura della Materia del I semestre del Terzo anno
Programma: CENNI DI FISICA NUCLEARE : Vari tipi di interazione e loro sezione d’urto, Cammino di
interazione e di assorbimento Vari tipi di nucleo. La separazione isotopica. Raggio e massa
nucleare. Difetto di massa ed energia di legame totale e media. Legge di disintegrazione radio-attiva.
Radioattività alfa, beta e gamma. La determinazione di massa del neutrino elettronico. L' effet-to
Mossbauer. Radioattività naturale ed artificiale. Equilibrio secolare e sua rottura. Unità di misura di
radioattività e di dosimetria delle radiazioni.Sistema SI. Cenno ai modelli nucleare. Massa nucleare.
Formula di Weiszacker. La scoperta del neutrone. Reazioni nucleari. Produzione naturale di trizio e di
Carbonio-14. Metodi di datazione. Elementi transuranici.. La fissione nucleare. Cenni ai reattori nucleari. Le reazioni di fusione all' interno del sole. La fusione terrestre. Cenni alla produzione di energia di
fusione. Momento magnetico del nucleo e risonanza magnetica nucleare. Esperimenti per la determinazione del momento magnetico del nucleo. Applicazione della risonanza magnetica nucleare in
medi-cina
LE INTERAZIONI DELLE PARTICELLE CON LA MATERIA Interazioni delle particelle cariche
(direttamente ionizzanti). Scattering alla Rutherford di una particella. Interazione di una particella carica in relazione al parametro di impatto . Ionizzazione ed eccitazione. Perdita di energia di collisione
per particelle pesanti ed elettroni. Fluttuazioni della perdita di energia. Ionizzazione primaria totale e
probabile di una particella. Perdita di energia per radiazione e suo confronto con la perdita di energia
per ionizzazione in funzione dell’energia. Range e straggling. La curva di Bragg in radioterapia. Effetto Cerenkov. Interazione dei fotoni con la materia: sezione d' urto e coefficente di assorbimento masPag. 55/66
sico. Effetto fotoelettrico, effetto Compton e formazione di coppie. Loro sezione d’urto in funzione
dell’energia e del numero atomico
Codice
512154
Denominazione INTRODUZIONE ALLA FISICA SUBATOMICA
CFU
5
Settore/i
FIS/04
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Zanotti Luigi ernesto
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Apprendimento delle nozioni basilari nel campo della Fisica Subatomi-ca
Programma: Il corso intende fornire le nozioni fondamentali nel campo della fisica
subnucleare. Gli argomenti trattati riguardano la fenomenologia delle particelle
subnucleari. Verranno anche trattati i metodi di rivelazione delle particelle, inclusa la descrizione deicomplessi apparati attualmente in uso in questo campo.
In particolare saranno trattati:
- l'evoluzione storica dalle prime scoperte (pione e muone) fino ad oggi
- le nozioni di base sulle interazioni di particelle
- l'interazione radiazione-materia e i rivelatori di particelle
- catalogazione delle particelle elementari e loro interazioni
Codice
512143
Denominazione LABORATORIO DI ASTROFISICA
CFU
6
Settore/i
FIS/05
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Gervasi Massimo
Programma
Modalità dell’insegnamento: Lezioni frontali + esercitazioni in laboratorio
Obiettivi dell’insegnamento: introdurre la strumentazione e le tecniche osservative di base
dell’astrofisica; consentire agli studenti di condurre i primi test ed osservazioni con la strumentazione
astronomica.
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di Fisica e dei Laboratori dei precedenti semestri.
Programma: Vengono descritte le tecniche e la strumentazione utilizzate nelle osservazioni astrofisiche alle diverse frequenze: dalla banda radio alla banda X e gamma, fino ai raggi cosmici. In
particola-re vengono studiati: antenne, telescopi e ottiche in genere; principi di rivelazione alle varie
lunghezze d’onda; tecniche fotometriche e spettroscopiche; tecniche di estrazione del segnale.
Vengono inoltre proposte agli studenti alcune esperienze in laboratorio riguardanti: la
caratterizzazione di rivelatori; le tecniche di calibrazione del segnale osservato; semplici osservazioni
di sorgenti celesti.
Pag. 56/66
Codice
512163
Denominazione LABORATORIO DI CALCOLO NUMERICO E SIMBOLICO
CFU
6
Settore/i
FIS/02
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Rapuano Federico
Programma
Modalità dell’insegnamento: Lezioni e attività di laboratorio
Prerequisiti: Corsi di matematica e fisica dei primi due anni, conoscenze di programmazione.
Obiettivi dell’insegnamento:
Apprendimento dell'uso del calcolo numerico e simbolico applicando tecniche e algoritmi
a problemi fisici reali.
Programma: Il problema dell'errore nella rappresentazione dei numeri reali in un calcolatore.
Cenno ai linguaggi di programmazione, c e Fortran.
Soluzione di sistemi lineari.
Generatori di numeri casuali e loro analisi.
Integrazione, numerica e simbolica.
Soluzione di Equazioni differenziali ordinarie.
Trasformata di Fourier.
Applicazioni a sistemi fisici.
Codice
512141
Denominazione LABORATORIO DI ELETTRONICA
CFU
9
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Boella Giuliano filippo
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Dare agli studenti la preparazione di base in elettronica lineare e in
elettronica digitale, necessaria per utilizzare con profitto nelle sperimentazioni la moderna
strumentazione elettronica di misura.
Prerequisiti. Aver frequentato e sostenuto l’esame di Fisica II e il Laboratorio di Fisica.
Programma: La prima parte, dedicata all’elettronica lineare, introduce gli elementi base della teoria
ideale delle reti elettriche, i componenti attivi e passivi, i componenti a semiconduttore (diodi e
transistor), gli amplificatori a transistor, la controreazione negativa e positiva, gli amplificatori integrati
e le funzioni integrate speciali. Vie-ne insegnato l’uso di PSPICE per l’analisi dei circuiti reali. E’
strutturata su 28 ore di lezione cui seguono 32 ore di sperimentazione pratica in laboratorio, con l’uso
di moderna strumentazione.
La seconda parte, dedicata all’elettronica digitale, introduce gli elementi di logica booleana, l’algebra
di Boole, l’analisi e la sintesi della logica combinatoria e della logica sequenziale impulsata. Viene
insegnata la progetta-zione automatica di componenti FPGA con un linguaggio HDL. E’ strutturata su
12 ore di lezione cui seguono 16 ore di sperimentazione pratica in laboratorio, con l’uso di moderna
strumentazione.
Title of the course:
ELECTRONICS LABORATORY
Pag. 57/66
credits: 9
Examination: Oral discussion of the experimental work, carried out during the laboratory activities,
based on written reports presented by the students.
Aims: Give the basic knowledge of linear and digital electronics in order to understand the use and
response of the modern electronic measuring instrumentation used in the experimental
measurements.
Main topics: The first part, devoted to basic linear electronics, presents the basics of the ideal theory
of electri-cal networks, active and passive components, semiconductor components (diodes and
transistors), transistor amplifiers, negative and positive feedback, monolithic ampliers and integrated
special functions. For real circuit analysis PSPICE is used. 28 hours of lessons are followed by 32
hours of laboratory experiments.
The second part, devoted to digital electronics, gives the basics of boolean logic, boolean algebra,
analysis and synthesis of combinatorial logic and pulsed sequential logic. The automatic design of
FPGA components with a HDL language is presented. 12 hours of lessons are followed by 16 hours of
laboratory experiments, with the use of modern test instrumentation.
Codice
512147
Denominazione LABORATORIO DI ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI
CFU
6
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Lo studente acquisisce le basi per potere progettare e realizzare in
laboratorio si-stemi basati sull’uso di Microcontrollori e Digital Signal Processors.
Programma: Il corso è esclusivamente basato in applicazioni sperimentali. Verranno affrontati progetti
di diffi-coltà crescente che porranno lo studente nelle condizioni di acquisire tutte le conoscenze di
base nella progetta-zione di circuiti basati su microcontrollori e Digital Signal Processor. Il corso
prevede di spendere circa il 40 % del tempo nello sviluppo di applicazioni basate su microcontrollori
(comunicazione tra microcontrollori e PC, gestione di circuiti interfacciati con microcontrollori, utilizzo
degli Interrupt e del timer, etc.). Sono a disposi-zione sistemi basati su architettura 8051: Analog
Devices ADUC832, Analog Devices ADUC834, Analog De-vices ADUC841, Burr Brown MSC1210,
Burr Brown MSC1211, Philips MCB900, Philips EPM900, e su archi-tettura ARM7: Philips MCB2130
con JTAG controller. Il 60 % del corso prevede applicazioni con Digital Si-gnal Processor:
realizzazione di filtri FIR e gestione delle periferiche seriali veloci nella gestione dei circuiti di
conversione. Sono a disposizione: Analog Devices SHARC 21060, Analog Devices SHARC 21161, e
Texas In-struments TMS320VC5510. Dal momento che non sono previste lezioni teoriche in
laboratorio è richiesta la frequentazione almeno del corso Elettronica dei Sistemi Digitali (Modulo II). Il
corso inizia con circa 2 settima-ne di ritardo rispetto all’inizio del semestre per dare modo allo studente
di raccogliere le informazioni iniziali minime necessarie.
Pag. 58/66
Codice
512151
Denominazione LABORATORIO DI FISICA AMBIENTALE - MUTUATO
CFU
6
Settore/i
FIS/07
Anno di corso
3
Codice
512155
Denominazione LABORATORIO DI FISICA DELLE PARTICELLE
CFU
6
Settore/i
FIS/04
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Tabarelli de fatis Tommaso
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Formazione all´uso della strumentazione di misura ed ai metodi di rivelazione di particelle
Programma: Introduzione alla rivelazione di particelle: rivelatori di particelle, trattamento del segna-le,
acquisizione ed analisi dati. Spettroscopia alfa, beta e gamma: ottimizzazione, taratura e caratterizzazione di rivelatori a stato solido e a gas; misure di attività; misure di relazioni energia/percorso e di
ionizzazione specifica di particelle alfa; misure di assorbimento della radiazione gamma e misure di
coincidenza temporale.
Codice
512161
Denominazione LABORATORIO DI FISICA DELLO STATO SOLIDO
CFU
6
Settore/i
FIS/03
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Obiettivo del corso é presentare alcune tecniche di caratterizzazione per
la fisica dello stato solido.
Programma: Il corso consiste in una serie di esperienze di laboratorio mirate alla caratterizzazione elettrica ed ottica di semiconduttori (conducibilità ed effetto Hall, caratteristiche della giunzione p-n,
assorbimento e conversione fotovoltaica dell’energia luminosa, fotoluminescenza); alla misura delle
proprietà magnetiche di materiali ferromagnetici, allo studio delle proprietà ottiche di materiali nanostrutturati (nanocristalli metallici in matrici dielettriche e silicio poroso). Inoltre, un’esperienza sarà
dedicata all’utilizzo della tecnica di deposizione per evaporazione in vuoto di film sottili con controllo
interferometrico dello spessore.
L’attività di laboratorio sarà preceduta da un breve ciclo di lezioni (circa 18 ore) in cui saranno introdotte le diverse esperienze.
Pag. 59/66
Codice
512145
Denominazione LABORATORIO DI FISICA MEDICA E BIOLOGICA
CFU
6
Settore/i
FIS/07
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Il Laboratorio ha lo scopo di insegnare l’uso di alcune delle molte tecniche sperimentali oggi utilizzate in fisica medica e in fisica biologica. Gli argomenti sono stati scelti in
modo da far conoscere agli studenti un ampio ventaglio di moderni strumenti.
Programma: Le esercitazioni di fisica medica riguardano tre temi. (1) La misura delle caratteristiche
fondamentali (integrali e differenziali) di un campo di radiazioni ionizzanti. (2) La caratterizzazione
delle grandezze che definiscono il funzionamento degli acceleratori di particelle e la determinazione
delle proprietà di un rivelatore di un fascio di particelle carche. (3) L’informazione contenuta in una
immagine TAC (Tomografia Assiale Computerizzate) e sua utilizzazione nella pianificazione del pia-no
di trattamento di un tumore con raggi X e con protoni.
Le esercitazioni di fisica biologica riguardano gli effetti di perturbazione da parte di solventi e radiazioni ionizzanti e le interazioni del DNA e delle proteine con ligandi. Si utilizzeranno le seguenti tecniche. (1) L’elettroforesi per lo studio della distribuzione dei pesi molecolari e della conformazione del
DNA danneggiato da irraggiamento X o ultravioletto. (2) L’assorbimento di radiazione ultravioletta e
visibile misurato con uno spettrofotometro per il controllo dei danni al DNA e della denaturazione di
proteine. (3) La fluorescenza, rivelata con uno spettrofluorimetro per la misura delle costanti di legame
di DNA e proteine a farmaci o agenti mutagenici.
Codice
512158
Denominazione LABORATORIO DI OTTICA
CFU
6
Settore/i
FIS/03
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Batani Dino dimitri
Programma
Obiettivi dell’insegnamento:
Lo scopo e' di trasmettere agli studenti la capacita' di eseguire misure con strumenti dedicati alla ricerca avanzata nel campo dell'ottica e dei laser di potenza. Una parte importante riguarda inoltre la sicurezza nel lavoro con i laser.
Programma: Si cerca di far capire come eseguire esperimenti "non didattici" sia complicato (non esistono esperimenti semplici se ben fatti, non esistono esperimenti impossibili) e richieda particolare attenzione ed una serie di misure preliminari, ad esempio di caratterizzazione dello strumento di lavoro.
Il corso comprende una prima parte teorica in cui sono presentate le principali nozioni sul funzionamento dei laser. A questo segue una parte in laboratorio dedicata alla misura dei parametri di un laser
impulsato: energia, divergenza, spot focale; conversione in seconda armonica, misura dell'efficienza
di conversione; misura della durata dell'impulso con interferometro di Michelson, misura della durata
dell'impulso con autocorrelatore. Infine nell'ultima parte gli studenti eseguono un esperimento "applicativo" a scelta, ad esempio: misure della soglia di breakdown di vari gas in funzione della pressione,
della lunghezza d'onda del laser della focale della lente; misure di ablazione di bersagli solidi da laser;
emissione di Raggi X da plasmi prodotti la laser, uso di mini-spettrometri a cristallo piano alla Bragg.
Pag. 60/66
Codice
512100
Denominazione MATEMATICA PER LA FISICA
CFU
5
Settore/i
FIS/02
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Zaffaroni Alberto
Programma
Obiettivi dell'insegnamento: introduzione all'analisi complessa e agli spazi di Hilbert, con esercitazioni
regola-ri.
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi due anni.
Programma: PARTE 1) INTRODUZIONE AGLI SPAZI DI HILBERT. ANALISI DI FOURIER. Spazi di
Banach e di Hilbert. Spazi L^p. Serie di Fourier.
Operatori negli spazi di Hilbert. Trasformata di Fourier.
PARTE 2) ANALISI COMPLESSA. Funzioni olomorfe. Serie di potenze nel campo complesso.
Teorema di Chauchy. Serie di Laurent. Teorema dei residui. Trasformata di Laplace. Argomenti scelti
di analisi complessa.
Codice
512165
Denominazione MECCANICA QUANTISTICA
CFU
5
Settore/i
FIS/02
Anno di corso
3
Semestre
II semestre,
Tipo esame
Scritto e Orale; Voto finale
Docente titolare Destri Claudio
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Sviluppo approfondito del formalismo della Meccanica Quantistica e delle
sue applicazioni fondamentali in contesti nonrelativitici.
Prerequisiti: Meccanica classica, Elettromagnetismo ed elementi di Meccanica Quantistica
Programma: La struttura formale della MQ: osservabili, stati, indeterminazioni; postulati generali;
miscele sta-tistiche; evoluzione temporale; misure, coerenza, decoerenza e correlazioni.
Simmetrie e invarianze: gruppi di simmetria e loro rappresentazioni; rotazioni e momento angolare;
gruppo di Galilei e particelle elementari; interazione elettromagnetica e trasformazioni di gauge.
Metodi approssimati: teoria delle perturbazioni; metodo variazionale; approssimazione semiclassica.
Fondamenti di teoria dello scattering: collisione e diffusione; matrice di scattering; serie di Born; analisi
in onde parziali
Particelle identiche e introduzione alla seconda quantizzazione: principio di indistinguibilità; bosoni e
fermioni; spazio di Fock; operatori di creazione e distruzione; quantizzazione canonica del campo
elettromagnetico
Pag. 61/66
Codice
512157
Denominazione ONDE ELETTROMAGNETICHE E PLASMI
CFU
5
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Riccardi Claudia
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Insegnamento della interazione delle onde con la materia: descrizione
della propagazione di onde nei mezzi omogenei, onde nei mezzi, relazione di dispersione, sorgenti di
onde.
Programma: Descrizione delle onde nella materia: Modello dell’oscillatore armonico, modello di
Lorentz-Drude, le scale spaziali e temporali, Equazione delle onde, Soluzioni a significato fisico, Onde
trasversali e onde longitudinali. Soluzioni per problemi a contorno e problemi di Cauchy. Relazione di
dispersione. Relazioni di Kramers-Kronig, Principio di causalita’. Onde nei mezzi omogenei: onde in
un conduttore, onde in un mezzo dielettrico, onde in plasma, onde nella ionosfera, i precursori di Brillouin. Onde in mezzi limitati: onde in cavo coassiale e in guida d’onda. Cenni alle sorgenti di onde
elettromagnetiche.
Codice
512105
Denominazione OTTICA MODERNA
CFU
4
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Batani Dino dimitri
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Il corso cerca di trasmettere alcune nozioni di ottica quantistica (funzionamento dei laser), di ottica non-lineare e di interazione radiazione materia, cercando di mettere in
grado gli studenti di affrontare argomenti di ricerca in tali campi.
Programma: Il corso si divide in tre parti:
1. Modello di Lorentz-Drude:
Modello di Lorentz-Drude nell caso di dielettrici, metalli e di cristalli uniassici. Plasmi e relazione di
dispersione per plasmi non-collisionali e collisionali. Dispersione e dispersione anomala, onde evanescenti, velocita'di gruppo, solitoni
2. Fondamenti di ottica non-lineare:
generazione di seconda armonica, self focusing e filamentazione, effetto fotoelettrico multifotonico,
trasparenza e opacita' indotte
3. Fondamenti sui laser:
Radiazione di corpo nero, emissione stimolata e spontanea, inversione di popolazione, il concetto di
guadagno, soglia per il laseraggio, il ruolo della cavita' ottica, Q-switching, mode locking, tecnica CPA,
alcune nozioni "costruttive" sui laser
Pag. 62/66
Codice
512119
Denominazione PROTEZIONISTICA AMBIENTALE
CFU
5
Settore/i
BIO/10
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento:
Impartire le conoscenze di base relative agli “inquinanti fisici” presenti nell’ambiente esterno e negli
ambienti lavorativi e ai loro effetti biologici e sanitari sull’uomo, nonché quelle relative ai metodi di
misura e prevenzio-ne.
Programma: Vengono presi in considerazione i seguenti “inquinanti fisici”:
radiazioni ionizzanti (RI) di origine naturale e artificiale
radiazioni elettromagnetiche non ionizzanti (NIR)
radiazione ultravioletta (UV)
rumore acustico
Dopo un’analisi dell’approccio metodologico al problema dell’inquinamento ambientale da tali agenti
fisici, vengono affrontati i seguenti argomenti:
Generalità (caratteristiche fisiche, grandezze di campo e relative unità di misura, interazione
con l’organismo, con organi e apparati, con le cellule) e fonti di esposizione (tipo e intensità)
Effetti biologici e sanitari conseguenti all’esposizione; effetti deterministici ed effetti stocastici
Limiti di base e livelli di riferimento
Cenni sulla strumentazione e sulle tecniche di misura
Criteri e metodi di protezione. Normativa tecnica e legislazione
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di fisica e di laboratorio dei primi due anni.
Codice
512106
Denominazione RADIAZIONI ELETTROMAGNETICHE
CFU
4
Settore/i
FIS/01
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento:
Fornire livelli di conoscenza e competenza per la protezione delle persone contro gli effetti negativi
dell’esposizione ambientale ai campi elettromagnetici, a bassa ed ad alta frequenza, prodotti nelle applicazioni tecnologiche.
Programma:
Richiami di elettro e magnetostatica e dinamica, cenni sulla teoria del campo elettromagnetico;
Sistemi radianti, sistemi radiotelevisivi, sistemi per le comunicazioni mobili di I, II, III generazione,
trasporto dell’energia elettrica: tecnologie ed esposizioni
Interazione con gli organismi: dosimetria ed effetti biologici deterministici
Interazione con gli organismi: gli effetti fini studiati e le ipotesi di rischio
La normativa tecnica, il sistema delle raccomandazioni internazionali; la normativa nazionale
Pag. 63/66
Codice
512107
Denominazione RADIOATTIVITA'
CFU
4
Settore/i
FIS/04
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Discussione delle principali problematiche ambientali legate alla radioattività sia naturale che artificiale con valutazione dei vari effetti biologici che da queste possono derivare.
Programma: Introduzione alla radioattività. Unità di misura adottate e cenni di dosimetria delle radiazioni. Studio e discussione delle principali catene naturali 238U,232Th e 235U. Definizione di
equilibrio secolare e sue eventuali rotture. Radioattività naturale di origine fossile e cosmogenica.
Studio ed uti-lizzo delle tavole dei nuclidi. Radiazione cosmica. Cenni ai reattori nucleari ed ai
problemi dovuti alle scorie di origine sia militare che civile. Trattamento delle scorie e tecniche di
smaltimento. Procedure di arricchimento dell’uranio. Tecniche di spettroscopia alfa, beta, gamma.
Interpretazione quantitativa delle misure di radioattività. Tecniche di attivazione neutronica e misura di
elementi in tracce. Studio e misura del Radon. Applicazioni della radioattività a vari campi della
scienza.
Codice
512102
Denominazione RELATIVITA'
CFU
4
Settore/i
FIS/02
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Penati Silvia
Programma
Obiettivi dell'insegnamento: Riprendere e formalizzare i principi della relativita' speciale, introdurre al
forma-lismo covariante e alle equazioni della dinamica relativistica, introdurre alle nozioni base della
fisica in spazio curvo.
Prerequisiti: Nozioni di relativita' speciale impartite negli insegnamenti di Fisica dei primi anni della
laurea triennale in Fisica, Meccanica Analitica, Elettromagnetismo classico.
Programma: RICHIAMI DI RELATIVITA' SPECIALE: I due postulati di Einstein. Relativita' della
simulta-neita'. Dilatazioni temporali e contrazioni spaziali. Trasformazioni di Lorentz dai postulati
relativistici.
GRUPPO DI LORENTZ: le componenti connesse del gruppo di Lorentz omogeneo. Rappresentazioni
del grup-po di Lorentz.
STRUTTURA DELLO SPAZIO-TEMPO: tensori covarianti e controvarianti. Tensore metrico dello
spazio-tempo di Minkowski. Formalismo covariante.
MECCANICA RELATIVISTICA: tetravettori velocita' e momento. Dinamica di una particella
relativistica. Precessione di Thomas.
FORMULAZIONE COVARIANTE DELL'ELETTROMAGNETISMO: Equazioni di Maxwell in formalismo
covariante e loro covarianza sotto trasformazioni di Lorentz.
Elettrodinamica. Tensore energia--impulso e leggi di conservazione.
MECCANICA QUANTISTICA RELATIVISTICA: Equazione di Dirac e sue soluzioni. Effetti relativistici
in Meccanica Quantistica. Equazione di Klein-Gordon e sue soluzioni.
LA FISICA NELLO SPAZIO CURVO: CINEMATICA DEL CAMPO GRAVITAZIONALE:
Sistemi di riferimento in moto accelerato. Principio di equivalenza. La gravita' come proprieta'
geometrica dello spazio-tempo. Evidenze della curvatura dello spazio. Introduzione del tensore
Pag. 64/66
metrico. Particella in campo gra-vitazionale. Equazione delle geodetiche. Tensore di curvatura e sue
proprieta'.
RELATIVITA' GENERALE. DINAMICA DEL CAMPO GRAVITAZIONALE:
Equazioni di Einstein. Tensore energia-impulso per un fluido perfetto. Cenni alle soluzioni di
Robertson--Walker e Schwarzchild.
Testi consigliati:
W. Rindler, ``Essential relativity (special, general and cosmological)'', Springer-Verlag
N.D. Mermin, ``Space and time in special relativity'', Waveland Press
J.D. Jackson, ``Classical Electrodynamics'', John Wiley & Sons, NY
D.J. Griffith, ``Introduction to Electrodynamics'', Prentice Hall, NJ
S.W. Hawking, G.F.R. Ellis, ``The large scale structure of space--time'',
Cambridge University Press, 1973
J.D. Bjorken & S.D. Drell, ``Relativistic Quantum Mechanics'', McGraw-Hill, NY
R.M. Wald, ``General Relativity'', The university of Chicago Press, 1984
S. Weinberg, ``Gravitation and cosmology'', John Wiley, 1972
Codice
512122
Denominazione STRUMENTAZIONE ELETTRONICA
CFU
4
Settore/i
ING-INF/07
Anno di corso
3
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare
Programma
Spettrometri di radiazioni ionizzanti (descrizione); Segnale e rumore elettronico; Rivelatori a
semiconduttore di radiazioni ionizzanti (X, gamma); Preamplificazione e amplificazione del segnale;
Ottimizzazione del rapporto segnale rumore; Conversione analogico-numerica del segnale; Filtraggio
digitale (cenni).
Codice
512120
Denominazione COMPLEMENTI DI BIOFISICA E FISICA MEDICA
CFU
4
Settore/i
BIO/10
Anno di corso
n.d.
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Chirico Giuseppe
Programma
Obiettivi dell’insegnamento: Il corso intende soprattutto fornire allo studente le basi della Biofisica e
Fisica Medica al fine dell'inserimento nel corso di laurea specialistica in Fisica con indirizzo Biofisica e
Fisica Medica.
Prerequisiti: corsi di fisica e matematica della laurea triennale.
Programma: Il corso intende fornire le basi in biofisica e fisica medica per gli studenti che si avviano
alla laurea specialistica con indirizzo biofisico. Verranno introdotti i seguenti argomenti: struttura di
Proteine e DNA; metodi per la determinazione della loro struttura molecolare (diffrazione di raggi X, di
luce visibile e di neutroni); elementi di termodinamica delle reazioni biochimiche; basilari metodi
spettroscopici per la biologia molecolare e la fisica medica (microscopia, risonanza magnetica nucelare). Infine verranno discussi alcuni effetti biologici delle radiazioni e sue applicazioni.
Ulteriori informazioni al sito http://fisica.mib.infn.it/it/ricerca/homepages/biofisica/
Pag. 65/66
Codice
512160
Denominazione INTRODUZIONE ALLA FISICA DELLO STATO SOLIDO
CFU
5
Settore/i
FIS/03
Anno di corso
n.d.
Semestre
n.d.
Tipo esame
Orale; Voto finale
Docente titolare Terzi Nice
Programma
Modalità dell’insegnamento: LEZIONI FRONTALI INTEGRATE DA ESERCITAZIONI SCRITTE
Obiettivi dell’insegnamento: Introduzione alla fenomenologia dei solidi e alle teorie fisiche e ai modelli
adot-tati più semplici: modelli di interpretazione di Drude, Sommerfeld e Bloch.
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei precedenti semestri.
Programma: Proprietà elettroniche di trasporto nei metalli: modello di Drude e di Sommerfeld
Fenomenologia dei solidi in campi elettrici e magnetici statici e in gradienti termici.
Strutture cristalline: reticolo diretto e reticolo reciproco. Diffrazione X da cristalli.
Modello di Bloch e bande di energia in approssimazione debole. Introduzione alla fisica dei
semiconduttori.
Classificazione dei solidi, energia di legame e difetti.
Proprietà termiche degli isolanti e dinamica ionica in approssimazione armonica.
Testo adottato: N. W. Ashcroft & N. D. Mermin, “Solid State Physics”, Saunders (1976).
Codice
512167
Denominazione LABORATORIO DI CHIMICA
CFU
5
Settore/i
CHIM/03
Anno di corso
n.d.
Semestre
n.d.
Tipo esame
Docente titolare
Programma
Pag. 66/66
