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Complementi di Fisica Generale

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Complements of general physics

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Anno accademico 2014/2015

Codice dell'attività didattica
MFN1323
Docenti
Prof. Marina Serio (Titolare del corso)
Prof. Ferruccio Balestra (Titolare del corso)
Corso di studi
008510-102 Laurea Magistrale in Fisica ind. Astrofisica e Fisica Teorica
008510-103 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica dell'Ambiente e delle Tecnologie Avanzate
Anno
1° anno
Periodo didattico
Secondo periodo didattico
Tipologia
B=Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD dell'attività didattica
FIS/01 - fisica sperimentale
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'esame
Orale
Prerequisiti
E' utile aver seguito Complementi di Metodi Matematici
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Approfondire le conoscenza acquisite nel triennio su alcuni argomenti di Fisica Generale di particolare interesse per l'ambito di Fisica dell'Ambiente e per quello di Fisica delle Tecnologie Avanzate. Gli argomenti scelti riguardano  la fisica dei fluidi a grande e piccola scala, la caratterizzazione e la produzione di raggi X e alcuni elementi delle tecniche del vuoto.

Inoltre in relazione alle scelte personali di approfondimento il laureato potrà acquisire conoscenze di base delle principali applicazioni tecniche dei fenomeni analizzati e delle metodologie di indagine relative allo studio del sistema Terra.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza e capacita' di comprensione (knowledge and understanding)

Dimostrare una solida padronanza teorica dei fondamenti di Fisica relativi agli argomenti trattati . Gli obiettivi formativi del corso entrano nel quadro generale di conoscenza approfondita della teoria e delle tecniche sperimentali che estendono e/o rafforzano quelle del primo ciclo, così come specificato nel regolamento della Laurea Magistrale in Fisica.

Capacita' di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding)

Possedere una buona conoscenza delle principali applicazioni tecniche dei fenomeni fisici analizzati e del loro utilizzo nei vari campi di ricerca.

Saper utilizzare la letteratura scientifica per argomentare con competenza gli sviluppi attuali di alcune ricerche

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Modalità di insegnamento

Lezioni frontali in aula; seminari e brevi esercitazioni in aula.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L’esame è orale. Lo studente può scegliere due argomenti (uno riguardante la fisica dei fluidi a grande e piccola scale, e uno riguardante i raggi X e le tecnologie del vuoto), poi l’esame prosegue con domande sui restanti temi del programma. 

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Programma

- Sforzi e deformazioni (Tensore degli sforzi e Tensore delle deformazioni. Equazione
delle onde longitudinali acustiche. Legge di Hooke; equazioni costitutive dei corpi
elastici. Equazione delle onde per corpi elastici. Equazione costitutiva per fluidi
viscosi)
- Fenomeni superficiali (Definizione di tensione superficiale e interfasale. Legge di
Laplace. Angolo di contatto, bagnabilita’ e tensioattivi. Legge di Jurin e fenomeni
capillari)
- Fenomeni di Trasporto (Leggi di Ohm, Newton, Fourier e Fick).
Applicazioni del trasporto di massa e di energia: osmosi ed elettrosmosi/elettroforesi (piccola scala); circolazione oceanica (grande scala).
Casi di flusso laminare e di flusso turbolento. Coefficienti di viscosità e di conducibilità termica. Fenomeno di trasporto nei gas a bassa pressione.
- Raggi X e Ottica Diffrattiva (Campo statico e campo convettivo generato da una
carica in moto uniforme. Equazioni di Maxwell e potenziali di Lienard-Wiechert.
Radiazione da una carica in moto non uniforme. Distribuzioni della radiazione. La
teoria semiclassica di Kramers. Calcolo della distribuzione spettrale della
radiazione X. Radiazione di sincrotrone. Magneti wiggler e magneti ondulatori.
Rivelatori di raggi X. Scattering, Diffrazione e Assorbimento dei raggi X. La
radiazione elettromagnetica e i raggi X)

 

1) Stress and Deformation fundamentals: strain and stress tensors. Hooke’s law and elastic moduli for homogeneous isotropic materials. Elastic wave propagation. Introduction to reology

2) Surface Phenomena fundamentals: Surface and Interfacial tension. Laplace law: bubbles and drops. Contact angles, Young equation, wetting, tensioactive materials. Capillarity and Jurin law

3) Transport Phenomena fundamentals: Newton’s law of Viscosity, Fourier’s law of Heat Conduction, Fick’s law of Diffusion, Ohm’s law of conduction. Flows and convention.

4) )X-rays and Diffraction Optics: Main characteristic of X-rays. Field of a point charge at rest and moving with uniform velocity; Radiation from an accelerated or decelerated charged particle; Maxwell equation and Lienard –Wiechert potentials; Larmor law ; Radiation spectra and spatial distributions; Spectral distribution of X-ray radiation.  Main characteristic of the synchrotron radiation: time structure, angular distribution, frequency distribution.  Bending magnet, Wigglers, Undulators, characteristics of the radiation  for such insertion devices.  X-rays detectors. Scattering, Diffraction and Absorption of X-rays. Characteristics of the electromagnetic Waves an X-rays.

Testi consigliati e bibliografia

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I testi di approfondimento vengono indicati a lezione e i materiali (slides, fotocopie, esercizi,…) resi disponibili sulla piattaforma Moodle



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Ultimo aggiornamento: 16/04/2015 15:14
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