CORSO DI LAUREA IN FISICA
ATTIVITA’ FORMATIVA
Acquisizione dati e controllo
Analisi matematica1A
Analisi matematica 1B
Analisi matematica 2A e 2B
Antenne e guide d’onda nelle
telecomunicazioni
Argomenti di fisica delle particelle elementari
Argomenti di fisica dello stato solido
CONTENUTO/OBIETTIVI SPECIFICI
Controllo in feedback di sistemi dinamici realizzato sia per via
analogica che per via digitale
Il corso tratta il calcolo differenziale e integrale per funzioni di
una variabile, con la finalita’ di fornire strumenti tecnici degli
argomenti svolti da utilizzare nei corsi paralleli di fisica.
Calcolo differenziale e integrale per funzioni scalari e vettoriali
di una o piu’ variabili, con particolare riferimento a integrali di
linea, integrali multipli e integrali di superficie, con la finalita’ di
fornire strumenti tecnici degli argomenti svolti da utilizzare nei
corsi paralleli di fisica
-Argomenti dei corsi:
Serie numeriche e serie di funzioni; in particolare, serie di
Taylor;
Introduzione agli spazi normati, a prodotto scalare, di Hilbert;
serie di Fourier;
Introduzione alla teoria delle funzioni di variabile complessa.
Riprendono inoltre, approfondendoli in termini sia teorici sia
applicativi, gli argomenti trattati in Analisi 1-A e 1-B (Calcolo
differenziale e integrale per funzioni reali di una e di più
variabili, equazioni differenziali).
Il corso tratta specificamente corso la propagazione delle onde
sia nello spazio libero sia in un sistemi di conduttori. Parendo
dalle equazioni di Maxwell vengono derivati i metodi di
soluzione delle equazioni delle onde. Sono introdotti i concetti
più rilevanti per la trattazione di sistemi fisici di trasmissione
anche mediante esercitazioni con Software specifici.
Il corso intende presentare un panorama della situazione
attuale nel campo di ricerca della fisica delle particelle.
Vengono esposti i principali metodi (sperimentali e teorici)
comunemente usati per ottenere i risultati, lo stato della
conoscenza ad oggi e le problematiche ancora aperte.
Il corso intende presentare alcune tematiche di ricerca attuale
in Fisica dello Stato Solido. Particolare attenzione verrà posta
nell’ individuare le ragioni fisiche delle fenomenologie e dei
modelli presentati e nell’indicare alcuni risultati attesi e
applicazioni possibili.
Basi di dati e sistemi informativi 1
Biofisica 1
Bioinformatica 1
Il corso introduce gli aspetti strutturali e le proprieta’ fisiche
delle macromolecole biologiche che ne giustificano la stabilita’
e la funzione in vivo. L’enfasi del corso e’ centrata sulle
proteine
Nel DNA genomico di un organismo vivente e’ contenuto, in
forma codificata, il progetto e le modalita’ di funzionamento
dell’organismo stesso. Il corso e’ focalizzato all’estrazione ed
all’analisi dell’informazione contenuta negli oltre 200 genomi
noti a tutt’oggi. Argomenti centrali sono l’evoluzione proteica,
l’omologia ed i relativi algoritmi, la predizione della struttura
delle proteine, gli alberi evolutivi e le matrici di scoring. Il corso
fa esteso uso delle risorse software disponibili sul Web.
Manifesto del corso di Laurea in Fisica A.A. 2004-05
Approvato dal CCS di Fisica il 27/5/2004
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7.4 Contenuto dei corsi
Bioinformatica funzionale 1
Chimica
Complementi di fisica classica
Il corso introduce ai metodi computazionali per l' analisi di dati
generati da biotecnologie high-throughput, con una particolare
enfasi sui metodi di apprendimento automatico per l'analisi dei
dati di espressione genica e dei DNA microarray.
Obiettivi principali del corso:
1.Comprensione delle strette interrelazioni fra
i problemi
della genomica funzionale ed i metodi computazionali
necessari per la soluzione dei problemi stessi.
2.Conoscenza e capacita' di applicazione delle principali
metodologie e tecniche computazionali per l'analisi dei dati
di espressione genica.
Obiettivi del corso sono l’acquisizione di conoscenze nel
campo della struttura e delle proprietà delle sostanze chimiche
in relazione alla loro composizione ed al loro stato di
aggregazione e nel campo della reattività delle sostanze
chimiche e degli equilibri di reazione in diverse situazioni e
condizioni.
Gli argomenti trattati sono: struttura elettronica, elementi e
sistema periodico, legame chimico e struttura delle molecole e
dei solidi, soluzioni liquide, nomenclatura chimica. Reazioni
chimiche ed equilibrio termodinamico, equilibri omogenei ed
eterogenei, reazioni acido-base e redox, elettrochimica,
elementi
Il corso presenta Complementi ed Applicazioni varie di alcuni
argomenti della Fisica Classica. Scopo del corso e` integrare
ed approfondire le conoscenze di fisica classica dello studente,
anche tramite la applicazione a diversi problemi.
Complementi di fisica generale
Complementi di metodi matematici della fisica
Elettrodinamica classica
Elettronica 1
Fisica biologica
Fisica dei dispositivi a semiconduttore
Fisica dell'atmosfera
Introduzione allo studio delle equazioni differenziali ordinarie
ed alle derivate parziale con relative applicazioni a problemi di
fisica matematica
Relatività speciale di Einstein. Formalismo covariante.
Elettrodinamica nel vuoto
Principi fisici, descrizione ed applicazioni di moderni sensori
Il corso analizza equilibri termodinamici e processi di trasporto
attraverso membrane in sistemi modello e in membrane
biologiche,con particolare enfasi ai meccanismi di eccitabilità e
di conduzione del segnale elettrico in membrane eccitabili
Il corso illustra i meccanismi fisici alla base del funzionamento
dei più comuni dispositivi a semiconduttore. La prima parte del
corso spiega alcuni concetti di teoria a bande, propedeutici alla
successiva trattazione dei dispositivi. Nella seconda parte
vengono presentati alcuni dispositivi a semiconduttore tra cui
giunzioni, dispositivi ad effetto di campo, transistor e dispositivi
quantistici a dimensionalità ridotta, analizzandoli nel loro
comportamento sia microscopico che macroscopico.
L’obiettivo del corso e di dare una conoscenza di base dei
processi dinamici e termodinamici nell’atmosfera con
particolare riferimento ai processi fisici che governano la
struttura e i fenomeni nei strati piu bassi dell’atmosfera
terrestre
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7.4 Contenuto dei corsi
Fisica dell'oceano
Fisica generale 1A
Fisica generale 1B
Fisica generale 2A
Fisica generale 2B
Fisica generale 2C
Fisica moderna
Fondamenti di astrofisica e cosmologia
Fondamenti di ecologia
Il corso tratta principalmente la dinamica oceanografica in
relazione al campo meteorologico di vento e di pressione e
della marea astronomica per fornire conoscenze di base e
tecniche sperimentali per l’analisi di dati oceanografici
Il corso da’ le basi della meccanica classica. Vengono trattate
la cinematica e la dinamica del punto materiale e le leggi
cardinali dei sistemi di punti materiali.
Il corso da’ le basi dell’elettromagnetismo nel vuoto. Vengono
trattate le leggi dell’elettrostatica, delle correnti quasi
stazionarie del magnetismo e dell’induzione elettromagnetica
fino alle equazioni di Maxwell.
Il corso tratta l’elettromagnetismo nella materia, le onde ed in
particolare le onde elettromagnetiche, l’ottica fisica e
geometrica.
Il corso ha per oggetto la termologia, i principi della
termodinamica, i potenziali termodinamici con applicazioni
principalmente ai gas perfetti e di Van der Waals ed elementi
di teoria cinetica.
Il corso continua la trattazione della meccanica classica ed ha
come argomenti la meccanica del corpo rigido ed i principi
della meccanica dei fluidi.
Il corso fornisce una breve introduzione alla relatività speciale,
alla meccanica quantistica nella sua formulazione ondulatoria
e alla fisica statistica.
Tecniche di osservazione del cosmo. Astrofisica stellare:
meccanismi di formazione, produzione di energia, quasi
equilibri stellari, stelle classiche e particolari, morte delle stelle.
Astrofisica delle galassie: classificazione e distribuzione delle
galassie, loro equilibrio interno e loro formazione. Elementi di
cosmologia: equazioni di Friedman, background cosmico,
risultati recenti dalle supernovae antiche e dal background
cosmico.
Il corso si propone di introdurre i concetti fondamentali
dell’ecologia di base per favorire l’acquisizione, da parte dello
studente, di una cultura d’ambiente a indirizzo sistemico. Si
analizzeranno in particolare la struttura ed il funzionamento dei
sistemi ecologici e le interazioni ed i processi che risultano in
atto tra comparti biotici ed abiotici.
Geofisica
Geometria A
Geometria B
Il corso tratta la geometria analitica del piano e dello spazio. ed
in particolare i seguenti argomenti: il metodo cartesiano. Rette
e piani. Coniche e quadriche. Rappresentazioni parametriche.
Proiezioni. Simmetrie. Rotazioni. Retta tangente e piano
osculatore a una curva in un punto.
Il corso tratta l’algebra lineare ed in particolarei seguenti
argomenti: spazi vettoriali. Basi e dimensione. Ortogonalità.
Trasformazioni lineari e matrici. Determinante e caratteristica.
Sistemi lineari. Diagonalizzazione
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7.4 Contenuto dei corsi
Laboratorio 1A
Laboratorio 1B
Laboratorio 2A
Laboratorio 2B
Laboratorio 3A
Laboratorio di calcolo A
Laboratorio di calcolo B
Laboratorio di elettronica 1
Laboratorio di fisica ambientale 1
Laboratorio di fisica biologica 1
Il corso tratta gli elementi introduttivi al laboratorio: l’analisi
dimensionale e le unità di misura, le caratteristiche degli
strumenti di misura, il concetto di misura e di indeterminazione
sulla misura, la propagazione degli errori massimi e statistici; il
metodo dei minimi quadrati. Vengono inoltre introdotti concetti
elementari relativi alla probabilità ed alle variabili aleatorie. Il
corso comprende esercitazioni di laboratorio relative alla
meccanica.
Il corso tratta delle principali tecniche di analisi dati utilizzate in
laboratorio, con particolare riferimento ai concetti propri delle
distribuzioni di probabilità e della statistica inferenziale.
Questi concetti vengono applicati in esercitazioni pratiche di
laboratorio su misure di tipo meccanico ed elettrico.
Il corso presenta i fondamenti dell’elettronica analogica e l’uso
della strumentazione di base per la visualizzazione e
l’elaborazione di segnali analogici
Il corso introduce lo studente ai concetti fondamentali
dell’elettronica digitale e mostra come un sistema digitale
possa essere utilizzato al fine di compiere misure di grandezze
fisiche con grande precisione ed in modo automatizzato
Il corso si propone di insegnare a realizzare esperienze di
fisica che utilizzino metodologie di trattamento numerico e
condizionamento del segnale e di acquisizione dati. Le relative
metodologie vengono a tal fine introdotte.
Il corso si propone di fornire le nozioni di base per la
realizzazione di programmi di media complessita' utili per il
calcolo scientifico. Vengono introdotti il linguaggio C++, l'uso di
librerie grafiche ed elementi di calcolo numerico.
Il corso introduce i rudimenti delle tecniche di acquisizione dati,
analisi e simulazione più frequentemente utilizzate in Fisica. Le
esercitazioni al computer utilizzano il linguaggio C++ in
ambiente Linux
Vengono forniti, sia mediante lezioni frontali, sia attraverso
attività di laboratorio, gli elementi indispensabili per l’utilizzo
delle tecniche e degli strumenti dell’elettronica nel lavoro e
nella ricerca scientifica
Vengono introdotti e sviluppati in laboratorio quattro ambiti di
attività del fisico nel campo del monitoraggio ambientale:
Radioattività ambientale, inquinamento atmosferico, radiazioni
non ionizzanti, inquinamento acustico
Il Corso vuole fare acquisire agli studenti esperienza relativa a
metodi biofisici per lo studio e caratterizzazione di sistemi
biologici.
In
particolare
verranno
trattate
tecniche
microscopiche in fluorescenza a singolo e doppio fotone,
microscopia a scansione di forza, e verra’ progettato e
realizzato un sistema ibrido bio-nano-strutturato come
campione commune.
Lingua inglese
Meccanica analitica
Meccanica dei fluidi 1
Principi elementari. Principi Variazionali ed Equazioni di
Lagrange. Equazioni di Hamilton. Traformazioni canoniche.
Teoria di Hamilton Jacobi. Applicazioni.
Cinematica dei mezzi continui. Leggi di conservazione e moto
in un fluido. Fluidi irrotazionali. Introduzione fenomenologica
alla turbolenza.
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7.4 Contenuto dei corsi
Meccanica quantistica 1
Meccanica quantistica 2
Meccanica razionale 1
Meccanica razionale 2
Metodi statistici e computazionali
Ottica applicata
Proprietà ottiche dei materiali
Reti Neurali
Sistemi dinamici
Storia della fisica 1
Richiami e complementi di meccanica ondulatoria
unidimensionale. Meccanica ondulatoria in piu' dimensioni.
Spin e meccanica quantistica. Dinamica quantistica. Il
momento angolare in meccanica quantistica. Particelle
identiche. Metodi di approssimazione e applicazioni.
Il corso si propone di consolidare la conoscenza della
meccanica quantistica acquisita nel corso di Meccanica
Quantistica 1 attraverso lo studio di vari metodi di calcolo ed
applicazioni, fra cui: applicazioni della teoria delle perturbazioni
indipendenti e dipendenti dal tempo alla fisica atomica,
elementi di teoria della diffusione ed approssimazione di Born,
l'approssimazione semiclassica.
Il corso è finalizzato all’acquisizione dei concetti di base della
Meccanica Analitica, nei suoi aspetti Lagrangiani (statica e
dinamica dei sistemi olonomi) e Hamiltoniani (trasformazione
di Legendre, equazioni di Hamilton, trasformazioni canoniche,
teoria di Hamilton-Jacobi)
Il corso verte sull’approfondimento dei fondamenti geometrici
della Meccanica Analitica
Nella prima parte, il corso tratta le nozioni di base di
probabilita`, statistica e teoria dei processi stocastici, con
applicazioni a problemi fisici. Nella seconda parte vengono
trattati alcuni metodi di simulazione al calcolatore quali il
metodo di Monte Carlo e la dinamica molecolare. Nel corso
sono comprese esercitazioni al calcolatore.
Introduzione al linguaggio dell’ottica fisica: onda piana,
interferenza, diffrazione. Esempi sperimentali applicativi su
sensori di microspostamenti; misure mediante polarimetro
digitale; applicazione dell’olografia digitale.
Il corso vuole fornire gli strumenti per lo studio di proprietà
ottiche e morfologiche di materiali attraverso l’analisi dello
stato di polarizzazione della luce riflessa (spettroellissometria
ed analisi spettroellissometrica applicata alla crescita dei
materiali ed alla loro caratterizzazione). Il corso è corredato di
esercitazioni pratiche.
Il corso verte sulle tecniche di calcolo ad alto parallelismo che
permettono un trattamento flessibile dei dati in ingresso in
modo da apprendere da una serie di esempi la “regola”
soggiacente agli stessi e poterla quindi generalizzare a nuovi
casi. Si ottengono così strutture di calcolo che tollerano errori,
che “imparano”ad eseguire nuovi compiti.
Il corso affronta lo studio della dinamica dei sistemi non lineari
che, oltre alle usuali evoluzioni, mostrano traiettorie molto
complicate, all’apparenza casuali, fortemente dipendenti dalle
condizioni iniziali. Le tecniche apprese vengono poi applicate
all’analisi di modelli di sistemi fisici e biologici.
Il corso tratta il passaggio dalla fisica classica alla meccanica
quantistica, a partire dalla scoperta dell’elettone (1897) fino
alla nascita della prima teoria atomica quantistica (1913), con
particolare riferimento agli aspetti fenomenologici che hanno
portato a questa svolta nella fisica.
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7.4 Contenuto dei corsi
Storia della fisica 2
Struttura della material 1
Il
corso tratta alcuni aspetti della vecchia meccanica
quantistica, quali la nascita del principio di esclusione di Pauli
e la scoperta dello spin dell’elettrone. Viene inoltre analizzato
lo sviluppo della fisica nucleare dalla scoperta del protone
(1919) fino alla scoperta della radioattività indotta da neutroni
(1934).
Il metodo statistico e gli insiemi. Insieme microcanonico.
Insieme canonico. Insieme gran canonico. La formula di Gibbs
dell' entropia. Il gas ideale. Statistiche di Bose-Einstein and
Fermi-Dirac. Gas perfetto debolmente degenere. Il gas di
Fermi. Elettroni nei metalli. La condensazione di Bose. Gas di
fotoni. La capacità termica dei solidi. Il modello di Debye. Gas
di fononi. Calore specifico di una molecola biatomica. Metodi
Montecarlo in meccanica statistica.
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7.4 Contenuto dei corsi
