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Fisica con Laboratorio - modulo A

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Anno accademico 2009/2010

Codice dell'attività didattica
MFN0669B
Docente
Prof. Giuseppe Bosia
Insegnamento integrato
Periodo didattico
Secondo trimestre
Crediti/Valenza
6 - TAF "A"
SSD dell'attività didattica
FIS/01 - fisica sperimentale
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Sommario insegnamento

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Programma

 

Il programma e’ di fisica generale e prevede lezioni di meccanica, meccanica dei fluidi, cenni di struttura della materia e di teoria cinetica dei gas, elettrostatica, elettrodinamica, magnetostatica, magnetodinamica, termologia, termodinamica,ottica geometrica e principali nozioni di  fisica moderna (ottica fisica, fisica atomica, relatività e teoria della radiazione).

 

Il programma relativo a  Fis/07 sarà svolto con un ciclo di lezioni monografiche su argomenti, che nell’ AA 2009-2010 verteranno su problemi energetici e ambientali

In dettaglio:

 

Meccanica di corpi rigidi

Metodi e unita’ di misura Cinematica di moti rettilinei in una e due dimensioni; Moti su traiettorie curve; Moti periodici; Dinamica di corpi puntiformi; Tipi di forze e leggi della dinamica; Leggi di conservazione di energia ed impulso; Concetto di campo, potenziale, energia potenziale. Dinamica di corpi in rotazione; Momento angolare e momento d' inerzia. Leggi di conservazione

 

Nozioni di base di fisica atomica e struttura della materia; Cenni di teoria cinetica dei gas;;

 

Meccanica dei fluidi

Statica dei fluidi. Leggi di Stevino, Archimede, Torricelli; Elementi di idrodinamica e fluidodinamica; Legge di Bernoulli. Moto di fluidi in condizioni di attrito viscoso. Moti laminari e turbolenti

 

Termologia  e Termodinamica

Proprietà termiche della materia.  Stati di aggregazione e temperatura, Leggi dei gas; Trasformazioni termodinamiche : Trasformazioni reversibili,  isoterme, adiabatiche. Trasformazioni termodinamiche per gas ideali; Cicli termodinamici. Metodi di trasformazione di energia termica in energia meccanica

 

Elettrostatica ed elettrodinamica

Cariche elettriche e forze elettrostatiche; Forze e campi elettrostatici;  Esempi di campi elettrici prodotti da distribuzioni di cariche discrete e continue; Campo elettrico di un condensatore e di un dipolo elettrico; Moto di una carica in un campo elettrostatico; Teorema di Gauss; Effetti del campo elettrico sulla materia; Corpi isolanti e conduttori. Energia e pressione elettrostatica; Materiali dielettrici; Fenomeni di polarizzazione e costante dielettrica;

 

Fenomeni di conduzione elettrica

Correnti elettriche continue; Potenziali e forze elettromotrici; Legge di Ohm e resistenza elettrica; Effetto Joule; Effetti termici della corrente elettrica; Materiali supraconduttori; Sorgenti elettriche; Circuiti elettrici resistivi;

   

Magnetostatica

Campi magnetici statici; Moto di una carica in un campo magnetico; Forza magnetica su un conduttore percorso da corrente; Momento meccanico su una spira; Leggi di Laplace e Biot Savart; Deflessione e confinamento di cariche mediante forze magnetiche;  Campi magnetici prodotti da particolari distribuzioni di corrente Campo di dipolo magnetico; Effetti del campo magnetico sulla materia; Fenomeni di diamagnetismo, paramagnetismo e ferromagnetismo.

 

Campi Elettromagnetici 

Campi elettrici e magnetici variabili; Legge di Faraday; Induzione magnetica; Induzione mutua; Trasferimento di potenza per induzione magnetica; Generazione di corrente alternata; Motore sincrono; Conversione AC/DC; Esempi di funzionamento semplici circuiti RL e RC. 

 

Propagazione per onde

Fenomeni di propagazione di onde elastiche ed EM; Parametri d'onda; Fenomeni di riflessione, interferenza e battimento; Polarizzazione; Produzione di onde piane elastiche ed EM; Leggi di propagazione ed attenuazione; Sovrapposizione di onde; Analisi e sintesi di Fourier; Cenni di acustica; Effetto Doppler.

 

Ottica ondulatoria e geometrica

Costruzione di Huygens Riflessione, rifrazione, Leggi di Snell dell' ottica geometrica; Leggi dei diottri a riflessione ed a rifrazione. Leggi di lenti sottili; Sistemi di lenti, Fisica dell' occhio umano;

Costruzione di immagini mediante sistemi di lenti

 

Elementi di ottica fisica  Fenomeni di diffrazione.   Teoria corpuscolare della radiazione. fotone Il dualismo onda particella. Energia e impulso di un Effetto Fotoelettrico , Effetto Compton. Applicazioni alla diagnostica atomica

 

Cinematic in one and two dimensions one and two dimensions.

Dynamics of a point; concept of mass.

Forces and laws of conservation of energy and impulse

Concepts of field, potential and potential energy.

Concept of and conditions for equilibrium of a rigid body.

Dynamics of rotating bodies.

Elements of structure of matter.

Static of fluids; laws of hydro and fluid dynamics

Thermal properties of matter

Element of kinetic theory of gases; thermodynamic transformations applied to perfect gases; laws of real gases.

Laws of the electrostatic force;

Atomic structure and electrical properties of matter; effects of the electric field on the matter; polarization and dielectric.

DC electrical conduction; Electromotive force; Ohm’s and Joule’s laws;  Electric sources. Superconducting materials.  .

Generation of steady state magnetic fields; Laplace e Biot Savart laws; motion of a charged particle in a magnetic field; magnetic force applied to an electric current;  electric moment; mechanical torque on a current loop; deflection and confinement of charged particles by a magnetic field. Magnetic field effects of on the matter; Effects of diamagnetism, para-magnetism e ferro-magnetism

Variable electric and magnetic fields;. Faraday’s law; mutual and self induction; transfer of power by magnetic induction; generation of AC currents: synchronous motor; conversion AC/DC.

Laws of propagation of elastic and EM waves; effects of superposition of wave: reflection, interference, beats; Fourier’s synthesis and analysis; polarisation; methods of production of elastic and EM waves; main applications of EM waves transmission.

Relation between EM wave propagation and geometrical optics; Huygens’s construction; laws of geometrical optics: reflection , refraction, polarization; diffraction;  laws of thin lenses and of system of lenses; physics of the human eye.  


Il corso si propone di fornire elementi fondamentali di meccanica, meccanica dei fluidi termologia/termodinamica, propagazione di onde elastiche (acustica) ed elettromagnetiche, ottica geometrica  con elementi di ottica fisica, elementi fisica atomica e nucleare e di struttura della materia .

 

D. Halliday R. Resnick, J. Walker, “Fondamenti di Fisica”
R Wolfson ,“Fisica”  Ed.  Pearson
P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, “Elementi di Fisica” II edizione, EdisES (tre volumi)



 

Gli esami del corso dell’ AA 2009-2010 si terranno per la prima volta nel mese di Giugno e Luglio 2010 ed in seguito, nei periodi previsti dal regolamento universitario.
Le date degli appelli  saranno stabilite nel corso del semestre. Proposte di date pria di fine Marzo.
L’ esame scritto consiste in una prova scritta su tre argomenti del programma. Gli elaborati saranno discussi individualmente col docente e su richiesta dello studente sarà possibile sostenere un esame orale.
Alla data dell’ esame scritto saranno anche consegnati i rapporti di Laboratorio.
E’ richiesta  l’ iscrizione on line a ogni appello
Nota per eventuali studenti fuori corso.  Per quanto riguarda gli studenti dei corsi precedenti al 2004 la Prof. Alessio, docente fino a quell’ anno, invita gli studenti che hanno seguito il suo corso a rivolgersi direttamente a lei, che sarà disponibile per esami.


 

Non sono necessarie conoscenze propedeutiche di Fisica
Per seguire facilmente il corso sono necessarie le seguenti nozioni di matematica:
Nozioni di algebra lineare, elementi di geometria nel piano e nello spazio e trigonometria.
Elementi di calcolo vettoriale.
Elementi di calcolo differenziale ed integrale a una e due variabili
Nozioni elemetari di statistica
 
al livello di insegnamento della scuola secondaria.
Queste nozioni sono state ampiamente trattate nel corso di Istituzioni di matematiche, e di Metodi matematici e statistici che si è svolto al I semestre, e che spero abbiate seguito  con molta attenzione

 

 

Testi consigliati e bibliografia



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Note

Comunicazioni
Ogni avviso agli studenti riguardante il corso sarà pubblicato sul sito del Corso di Laurea di Scienze Naturali http://naturali.campusnet.unito.it/
Il modo migliore per entrare in contatto conil docente è mediante e-mail all’ indirizzo:
giuseppe.bosia@to.infn.it/
Saranno ricevuti, durante il periodo delle lezioni, tutti gli studenti che richiedano un appunta-mento mediante e-mail .
Avvisi riguardanti il corso e risultati di esami saranno pubblicati sul sito Internet e inviati a tutti gli studenti che sono iscritti al corso.

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Ultimo aggiornamento: 30/09/2010 14:49
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