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Premessa metodologica
1. La dinamica galileiana
Il punto materiale/La posizione/Il tempo/La velocità e l’accelerazione/La legge di
trasformazione di Galileo /Il principio di relatività/Riferimenti inerziali e principio di
inerzia/Definizione operativa della grandezza “forza”/La massa gravitazionale/Forza e
accelerazione, massa gravitazionale e massa inerziale, secondo principio della
dinamica/La gravitazione universale/Lavoro ed energia meccanica/Conservazione
dell’energia/L’energia si degrada/Il ciclo delle acque e il ciclo dell’energia/I motori
termici/Appendice
2. La termodinamica e i suoi principi
Sistemi termodinamici e variabili di stato/Il primo principio della termodinamica/Il secondo
principio della termodinamica/La funzione entropia/Entropia e disordine/Boltzmann e
l’approccio riduzionistico
3. L’elettromagnetismo
Fenomeni elettrostatici/Elementi di struttura della materia/Elettrostatica nel
vuoto/Interazioni elettrostatiche fra corpi estesi/Fenomeni elettrici in regime
stazionario/Fenomeni magnetici in regime stazionario/Le equazioni di Maxwell/La
propagazione del campo elettromagnetico/Una importante furbizia della luce/Appendice
4. La teoria della relatività ristretta
La velocità della luce/La teoria dell’etere/ L’esperimento di Michelson/Einstein e la velocità
della luce/Una velocità sempre costante / I principi della relatività ristretta/Critica alle
trasformazioni di Galileo/L’orologio a luce /La dilatazione del tempo/Il sincronismo degli
orologi/La contrazione delle lunghezze/La legge di trasformazione della velocità/Lo spaziotempo e le trasformazioni di Lorentz/Relatività e causalità/Energia e massa/Trasformazioni
relativistiche dell’energia e di altre grandezze/Verifiche sperimentali della relatività ristretta
5. La teoria della relatività generale
Forze gravitazionali e relatività generale/L’ascensore di Einstein/La luce e la
gravitazione/Gravitazione e curvatura dello spazio-tempo/Dilatazione gravitazionale del
tempo/Il paradosso dei gemelli/I buchi neri/La precessione dell’orbita di
Mercurio/L’evoluzione di una stella come il Sole/Stelle di neutroni e buchi neri/La vita delle
galassie
6. La meccanica quantistica
La quantizzazione della radiazione elettromagnetica/Teoria classica della radiazione di
corpo nero/Legge di Planck per lo spettro di corpo nero/Effetto fotoelettrico/Atomo di
Rutherford/Atomo di Bohr/Onde di materia, principio di indeterminazione/Funzione
d’onda/Principio di indeterminazione/Equazione di Schrödinger/Equazione di
Dirac/Appendice
7. Particelle elementari
Dalla meccanica quantistica alla teoria dei campi/Formulazione lagrangiana, teorema di
Noether/Diagrammi di Feynman/Interazioni deboli, forze nucleari/La fauna delle particelle
subnucleari/Le interazioni fondamentali/I quark/Il bosone di Higgs
8. Conclusioni
La scienza classica/Il paradiso di certezze della fisica classica/La cacciata
dall’Eden/Sapere è potere/Complessità e caos/Circolarità delle relazioni di causa-effetto/Il
crollo della torre d’avorio/Etica della scienza