Elenco dei docenti e dei corsi seminariali:
A. Greco: "Metodi classici del calcolo delle variazioni"
A. Greco: "Elementi di analisi funzionale e metodo diretto del calcolo delle variazioni"
G. D'Appollonio: “Fisica del Modello Standard”
P. Olla: “Termodinamica e Meccanica Statistica I”
P. Olla: “Termodinamica e Meccanica Statistica II”
M. Saba: “Energie Rinnovabili”
M. Caria: “Fisica Sanitaria”
A. Lai: “Segnali elettronici in misure di Energia”
G. Mula: “Introduzione alla filosofia delle scienze”
V. Fanti: “Applicazioni della Fisica alla Medicina”
P. Randaccio: “Dosimetria e Radioprotezione”
Programma dei Corsi
Corso seminariale di "Metodi classici del calcolo delle variazioni"
Corso seminariale per laurea magistrale (3 CFU) Docente A. GRECO
Metodo di valutazione degli studenti per l'attribuzione del voto:
colloquio con il docente.
Programma
Problemi variazionali elementari.
Il problema isoperimetrico nella classe dei rettangoli
Area massima di un triangolo avente due lati assegnati
Area massima di un triangolo avente un lato e il perimetro assegnati
Area massima di un poligono di 2n lati avente il perimetro assegnato
Problemi classici del calcolo delle variazioni.
Il problema della brachistocrona
Il problema del corpo di minima resistenza di Newton
Il problema della catenaria
Il problema isoperimetrico in dimensione 2, ed una sua soluzione
ispirata all'opera di J. Steiner
Il problema di Plateau non parametrico
Metodi classici.
Lemma fondamentale del calcolo delle variazioni
Lemma di Du Bois­Reymond
Equazione di Eulero­Lagrange
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Corso seminariale di "Elementi di analisi funzionale e metodo diretto del calcolo delle variazioni"
Corso seminariale per laurea magistrale (3 CFU) Docente A. GRECO
Metodo di valutazione degli studenti per l'attribuzione del voto:
colloquio con il docente.
Programma
Elementi di analisi funzionale.
Spazi L^p
Disuguaglianza di Young
Disuguaglianza di Hölder
L'inclusione di L^p in L^q, con p > q
Disuguaglianza di Cauchy­Schwarz
Completezza di L^p
Serie di Fourier in L2
Convergenza debole in L^p
Teorema di compattezza debole in L^p
Spazi di Sobolev
Disuguaglianza di Poincaré
Applicazioni al calcolo delle variazioni.
La soluzione di Hurwitz del problema isoperimetrico
Cenni al metodo diretto.
Semicontinuità inferiore
Compattezza
Successione minimizzante
Teorema fondamentale
Il funzionale lunghezza di una curva
L'integrale di Dirichlet
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Corso Seminariale 3CFU: “Fisica del Modello Standard”
A.A. 2013­2014 Secondo Semestre (LM) Docente G. D'Appollonio”
(per programma e modalita' d'esame vedi documento pdf)
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Corso Seminariale 3CFU: Termodinamica e Meccanica Statistica I
AA 2013­2014 Primo Semestre
Docente P. Olla
Corso Seminariale 3CFU: Termodinamica e Meccanica Statistica II
AA 2013­2014 Primo Semestre
Docente P. Olla
Corsi di termodinamica e meccanica statistica I e II, da tenersi consecutivamente nel primo semestre. Indirizzati sia a studenti del terz'anno della laurea triennale sia a studenti della laurea magistrale,
interessati in meccanica statistica del non­equilibrio, aspetti probabilistici in meccanica statistica e termodinamica, approfondimenti del concetto di entropia. Necessari come minimo 5 studenti per "attivare" il corso.
Valutazione centrata su: 1) frequenza a lezioni di esercitazione; 2) compiti a casa; 3) orale (presentazione di argomento a scelta dello studente). Unico esame, sia che si frequenti solo la prima parte del corso che entrambe.(Nel primo caso, esame limitato alla prima parte del corso, ovviamente; non e` possibile dare l'esame solo sulla seconda parte del corso).
Programma parte I: teoria delle probabilita`; processi stocastici (equazione master; applicazioni a teoria delle popolazioni); teoria cinetica (equazione di Boltzmann; cenni a fisica dei fluidi).
Programma parte II: termodinamica (potenziali termodinamici e loro applicazioni a reazioni chimiche e transizioni di fase);introduzione alla meccanica statistica dell'equilibrio; cenni alla teoria delle fluttuazioni (moto Browniano; fluttuazione dissipativa; reversibilita` temporale).
Maggiori dettagli su www.dsf.unica.it/~olla/statmec.
Corso Seminariale – Laurea Triennale – 3CFU
Energie Rinnovabili
AA 2013­2014 Secondo Semestre
Docente M. SABA
Argomenti in Programma
­ Questione energetica: consumi e produzione
­ Energia solare
Celle Fotovoltaiche: Limiti fisici ­ bilancio dettagliato; Silicio (cristallino, policristallino, amorfo); film sottile; tripla giunzione; organiche
Solare termico e termodinamico
Fotocatalisi per la produzione di idrogeno ed altri carburanti dal sole
­ Biomasse
­ Turbine eoliche
­ Energia idroelettrica
­ Geotermia
­ Onde e maree
­ Efficienza energetica
Testi consigliati:
D. McKay, Sustainable Energy – without the hot air, http://www.withouthotair.com
Tester et al., Sustainable Energy: Choosing Among Options, The MIT Press
Verifica: Esercizi assegnati settimanalmente, seminario finale­
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Corso Seminariale – 3 CFU
FISICA SANITARIA
AA 2013­14 Secondo Semestre
Docente M. CARIA
PROGRAMMA
1. Introduzione ai sistemi clinici
a. Cenni di farmacoeconomia
b. Cenni di Health Technology Assesment
c. Richiami della legislazione
2. Richiami su
i. Apparato cardiopolmonare
ii. Mammella
iii. Colon
iv. Occhio
3. Cenni su patologie
a. Tumori
b. Aritmie ed infarti
c. Glaucoma
4. Terapie invasive
a. Radioterapie, Intensity Modulated ed imaging associato
b. Stimolazione elettromagnetica
c. Laser
5. Tecniche diagnostiche invasive
a. Radiotracciatori, PET
b. Sistemi a raggi X
c. Camere gamma
d. Tecniche acustiche, eco, shear
e. Magnetometria
f. Sistemi a risonanza di spin
g. Imaging termico, infrarosso
6. Trattamento dati ed interfacciamento sistemi clinici
a. PACS RIS DICOM
b. Navigazione 3 D
c. Filtraggio
d. Computer Aided Diagnostic
7. Richiami di statistica ed Epidemiologia
i. Relevance
ii. Significance
iii. False positives/false negatives
iv. Prevalenza ed incidenza
v. Significativita
vi. Valori P
SVOLGIMENTO DEL CORSO SEMINARIALE
Durante il corso di da’ risalto ad alcuni dei temi del programma con presentazione approfondite per gli argomenti concordati con gli studenti.
Metodo di valutazione: La prova finale consiste nella presentazione e discussione orale su uno dei temi scelti, con approfondimenti che coprono gli aspetti clinici, il contesto dell’operatore di fisica sanitaria, l’approccio alla valutazione statistica dei dati clinici in attivita’ di controllo e di ricerca. Per l’ottenimento dei 3 CFU, lo studente dovra’ dimostrare di avere un’approccio autonomo ed originale alla valutazione dei processi e dei dati clinici.
Inizio lezioni a Marzo
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Corso Seminariale – 3 CFU
AA 2013­14 Primo Semestre Segnali elettronici in misure di Energia
Docente: A. Lai adatto sia al 3° triennale che alla magistrale – Argomenti in programma:
Fondamenti di Elettronica Generale. ­ Teoremi fondamentali di teoria dei circuiti. ­ Dispositivi elementari: diodi e transistor.
­ Richiami sugli amplificatori operazionali.
Feedback e stabilità .
Feedback e poli del sistema. Margine di guadagno e margine di fase. Compensazione in frequenza. Analisi di segnali.
Trasformate di Fourier e di Laplace. Funzione di trasferimento di un sistema. Risposta impulsiva di un sistema e metodo della convoluzione temporale. Bode plots.
Amplificatori e misure di energia: tipi di amplificatore.
Rumore elettronico intrinseco
Origini e proprietà del rumore.
Rumore ed energia del segnale. Equivalent Noise Charge (ENC).: caratteristiche e proprietà.
Rumore termico, shot, 1/f. Amplificazione e sorgenti di rumore. Ottimizzazione segnale­rumore. Filtri tempo invarianti e pulse shaping. Shaping ottimale teorico
Shaping semigaussiano CR­RCn. ENC e filtro CR­RCn. Pile­up, ballistic deficit, fluttuazioni della baseline.
Baseline restorer. Pole­zero cancellation. Shaping bipolare.
Misure su una catena Amplificatore­Shaper­Discriminatore. Esempi e Simulazioni al calcolatore.
Modalità di valutazione.
Gli studenti dovranno aver frequentato almeno i 5/6 delle lezioni, comprendenti alcune esercitazioni guidate. Soddisfatto tale requisito, gli studenti sosterranno un breve test scritto (durata max 1h) sugli argomenti trattati a lezione. ________________________________________
Corso Seminariale – 3 CFU
Introduzione alla filosofia delle scienze
Archeologia delle scienze: il sapere dopo la fine delle certezze
AA 2013­14 Docente: Prof. Gianni Mula
Argomenti del corso
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Che cosa significa fare archeologia delle scienze
Le grandi crisi metodiche del novecento:
I fondamenti della matematica Il riduzionismo in fisica teorica
Il concetto della morte di Dio in teologia
Le analogie e le radici comuni di queste tre crisi
L'ermeneutica di Paul Ricoeur:
Introduzione
Pensare come capacità di creare nuovi significati
Traduzione come modello ermeneutico Problemi aperti: La filosofia tra ragione strumentale e senso del vivere
L'economia tra libero mercato e dirigismo
Le scienze politiche e sociali tra comunità e individuo
Raccontare la storia del presente
Note
Obiettivo generale di questo corso è l’inquadramento nella cultura filosofica contemporanea delle più recenti acquisizioni della fisica teorica (grosso modo quelle degli ultimi tre decenni), nella dichiarata convinzione che abbiano reso la fisica, da un punto di vista epistemologico, una disciplina profondamente diversa dalla precedente. Nelle lezioni di quest’anno si farà uso della tecnica espositiva proposta sin dagli anni ’70 dal filosofo e sociologo francese Michel Foucault (e che da allora vien detta archeologica) nel quadro della filosofia ermeneutica di Paul Ricoeur, in particolare delle sue riflessioni sull’innovazione semantica e sul problema della traduzione.
Il corso può essere seguito con profitto dagli studenti di fisica, dal terzo anno in poi, ma è rivolto principalmente a studenti dell'ultimo anno e a dottorandi. È anche rivolto a dottorandi di altre discipline che siano interessati agli argomenti suindicati. Il lavoro richiesto allo studente di fisica per trarre pienamente profitto dal corso è valutabile in 3 crediti CFU. Le lezioni (due ore consecutive) si svolgeranno ogni mercoledì pomeriggio dalle 15 alle 17. Per gli studenti che inserissero il corso nel proprio piano di studi è previsto un normale esame con le seguenti modalità: presentazione, e discussione orale pubblica, di una relazione scritta (~ 8­10 pagine A4) su un argomento a libera scelta (da verificare col docente).
Una certificazione scritta della frequenza sarà rilasciata ai dottorandi che lo richiedessero.
Testi consigliati Per la parte di inquadramento generale e per quella più propriamente filosofica:
L’archeologia del sapere ­ Michel Foucault ­ Rizzoli € 9,50
Introduzione a Ricoeur ­ Domenico Iervolino ­ Morcelliana 2003 ­ € 12,00
Tradurre l'intraducibile. Sulla traduzione ­ Paul Ricoeur ­ Urbaniana U. Press 2008 ­ € 12,50
Il simbolo dà a pensare ­ Paul Ricoeur, a cura di Ilario Bertoletti, Morcelliana 2002 ­ € 7,00
Per la parte riguardante matematica e teologia come singole scienze:
Philosophical devices ­ David Papineau ­ Oxford University Press 2012, € 11,99 (ebook)
La prova matematica dell’esistenza di Dio ­ Kurt Gödel ­ Bollati Boringhieri 2006 ­ € 9,00
Ana­teismo. Tornare a Dio dopo Dio ­ Richard Kearney ­ Fazi 2012 ­ € 17,50
Per la parte più specificamente riguardante la fisica l’introduzione a qualunque testo recente di fisica teorica o meccanica statistica è sufficiente per seguire le argomentazioni proposte nel corso, con l’avvertimento che in generale il problema del riduzionismo è ignorato o appena accennato proprio perché ormai, sul piano filosofico, costituisce un problema evidente.
Corso seminariale – 3CFU Applicazioni della Fisica alla Medicina
Docente: Viviana Fanti
Programma:
1
2
-
3
4
-
Sorgenti di radiazione
Decadimenti radioattivi
Tubo a raggi X
Acceleratori, ciclotrone
Tecniche diagnostiche con raggi X
Radiologia tradizionale
CR e DR
TAC
Tecniche diagnostiche con traccianti radioattivi
Gamma camera
SPECT
PET
Radioterapia e adroterapia
Radioterapia con fasci esterni
Adroterapia
BNCT
Valutazione: Seminario su un argomento di approfondimento concordato col docente
Corso seminariale – 3CFU Dosimetria e Radioprotezione
Docente: Paolo Randaccio
Programma:
1
Grandezze Dosimetriche
a
Grandezze di sorgente
b
Grandezze di campo
c
Grandezze dosimetriche
Simulazione di sorgenti e interazioni
a
Simulazione dello spettro RX
b
Righe caratteristiche K degli spettri RX
c
Interazione radiazione materia
Caratterizzazione della immagine radiografica
a
Risoluzione spaziale
b
Contrasto
c
Modulation Transfer Function Radioprotezione a
Radiologia interventistica
b
Dosimetria operativa
c
Dose al paziente e agli operatori
Radioterapia a
Metodi di calcolo per i piani di trattamento
b
Dosimetria dei fasci radioterapici
Valutazione: ­ in alternativa ­
Seminario su un argomento di approfondimento concordato col docente
Realizzazione di una esperienza di dosimetria operativa
Creazione di una applicazione software per la dosimetria
Programma del ciclo di seminari per studenti della Laurea
Magistrale
Fisica del Modello Standard
Anno accademico: 2013/2014
Numero di Crediti: 3
Docente del corso: Giuseppe D’Appollonio
Descrizione del corso
Nel corso verranno introdotte le idee principali sulle quali si basa il modello standard delle interazioni fondamentali insieme ai metodi di calcolo necessari per studiare la dinamica delle particelle elementari.
Prerequisiti: meccanica quantistica e relatività speciale. Non è invece necessario
aver già seguito un corso di teoria quantistica dei campi.
Programma del corso
I) Teoria dei campi per il fisico indaffarato
Relatività, spin e particelle elementari. Campi quantistici: scalari, spinori e vettori.
Ampiezze di transizione e processi di diffusione. Regole di Feynman.
II) Teorie di gauge
Teorie di Yang-Mills. Cenni su interazioni forti e QCD. Rottura spontanea di
simmetrie globali. Interazioni elettrodeboli. Rottura spontanea di simmetrie locali.
III) Fisica del modello standard
Interazioni dei bosoni di gauge W ± e Z 0 , del quark top e del bosone di Higgs.
Test di precisione del modello standard. Matrice di Cabibbo-Kobayashi-Maskawa.
Violazione CP. Oscillazioni e masse dei neutrini.
Modalità di valutazione
Prova orale al termine del ciclo di seminari sugli argomenti del corso.
UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI CAGLIARI - ANNO ACCADEMICO 2013-2014
CORSO DI COMPLEMENTI DI ASTRONOMIA
DOCENTE: PROFESSOR LUCIANO BURDERI
CORSO PER TRIENNALE E MAGISTRALE
CREDITI: 3, ORE FRONTALI: 24
MODALITA’ DI VERIFICA: COLLOQUIO ORALE
PROGRAMMA DEL CORSO
1 Il problema a due corpi senza approccio Lagrangiano (1 ora).
2 Un semplice modello meccanico per il meccanismo di retroazione negativa per il
controllo della luminosità delle stelle: il cilindro di gas sormontato da acqua che
trabocca (2 ore).
3 Una derivazione accurata della pressione di degenerazione in “seconda
quantizzazione” (1 ora).
4 Una introduzione alla Relatività Ristretta: l’esperimento di Michelson & Morley, la
contrazione di Lorentz e l’etere. L’impossibilità della sola contrazione di Lorentz e la
necessità della dilatazione dei tempi con l’interferometro di Kennedy–Thorndike (2
ore).
5 Una introduzione alla Relatività Generale: il Principio di Equivalenza, il Teorema di
Pitagora e gli spazi Riemanniani. Soluzione del moto della Luna con il Principio di
Equivalenza. Il problema del “Tiro a Piattello” ed il Principio di Equivalenza.
Conservazione dell’energia e paradosso della torre (esperimento di Pound-Rebka):
necessità del Gravitational Redshift. Cenni sulla formulazione variazionale della
Relatività Generale. Il moto parabolico dei gravi in campo gravitazionale uniforme
come conseguenza del principio di “massima” azione in Relatività Generale. Una
discussione dettagliata del Paradosso dei Gemelli (8 ore).
6 Il potenziale di Paczynski-Wiita in Relatività Generale. Calcolo della Last Stable
Orbit e della Minimum Approach Orbit. (2 ore).
7 Cenni sulla termodinamica dei Buchi Neri. Radiazione di Hawking ed evaporazione
dei Buchi Neri. Entropia di Bekenstein-Hawking dei Buchi Neri. Lunghezza di Planck
e Tempo di Planck. L’entropia dei Buchi Neri e l’area dell’Orizzonte degli Eventi.
Cenni sul Principio Olografico. (4 ore).
8 Introduzione alla Cosmologia. Il paradosso del teorema di Gauss: impossibilità di una
Cosmologia Newtoniana con un Principio Copernicano. Principio di sovrapposizione
e criteri di convergenza delle serie numeriche a segni alterni. La soluzione della
Relatività Generale. Il modello di universo chiuso ed il Raggio dell’Universo (4 ore).
TESTI CONSIGLIATI
1. Feynman R. P., Sei Pezzi meno Facili, Adelphi, 2004.
2. Susskind L., La Guerra dei Buchi Neri, Adelphi, 2009.
3. Taylor E. F. & Wheeler J. A., Spacetime Physics, Freeman & Co., 1992.
4. Taylor E. F. & Wheeler J. A., Exploring Black Holes – Introduction to general
Relativity, Addison Wesley Longman, 2000.
5. Schutz B. F., A first Course in General Relativity, Cambridge, 2004.
