Corso di laurea in Fisica

Aver seguito i corsi di Laboratorio degli anni precedenti, e la parte teorica dell'insegnamento "Introduzione alla Fisica Nucleare e Subnucleare".

Lo scopo principale del laboratorio è mettere gli studenti e le studentesse in grado di padroneggiare la metodologia di base e le tecniche sperimentali necessarie per condurre un esperimento su tematiche di fisica nucleare, e acquisire un atteggiamento critico nell'analisi dei dati.

Apprendere l'uso di strumentazione ad avanzata tecnologia; essere in grado di eseguire le tarature e la messa a punto necessarie a svolgere misure complesse che richiedono un'elaborazione e un'analisi statistica dei dati raccolti.

L'insegnamento consiste di una serie di lezioni introduttive in alua erogate in presenza ed una parte pratica svolta in laboratorio. La frequenza è obbligatoria per entrambe le parti.

Si raccomanda in particolare di seguire la prima lezione introduttiva del 27/2/2023, ore 11-13 in cui verranno fornite tutte le informazioni pratiche sull'organizzazione dei laboratori. Tale lezione è unica per tutti gli studenti (corso A e B) e si svolgerà in Aula Magna.

Le prove pratiche in laboratorio vengono svolte in in gruppi da 3 persone. Ogni gruppo svolge una delle esperienze descritte qui sopra. I docenti e i tutor illustrano e discutono le varie fasi delle esperienze. I docenti in seguito discutono con il gruppo l'elaborazione e l'analisi dati che viene fatta sulle esperienze svolte. In questo modo si verifica che tutti gli studenti e le studentesse comprendano appieno lo scopo delle esperienze e le tecniche di misura e di analisi utilizzate.

L'esame consiste in:

• una relazione scritta di alcune pagine sull'esperienza svolta in laboratorio (da presentare insieme agli altri componenti del gruppo)
• una prova orale di durata media 30 min in cui si discutono la fisica, i principi di funzionamento della strumentazione utilizzata, le tecniche ed i risultati dell'esperienza svolta in laboratorio. Sono ammessi alla prova orale soltanto coloro che hanno consegnato una relazione che abbia una valutazione sufficiente.

L'esito dell'esame è concordato insieme con il docente del modulo teorico.

È possibile sostenere l'esame orale per la parte teorica e per quella di laboratorio anche in sessioni diverse.

Validità della frequenza e della prova di esame per il laboratorio: 2 anni dallo svolgimento del laboratorio. Trascorsi 2 anni senza aver superato l'esame orale è necessario seguire di nuovo le lezioni e le esercitazioni di laboratorio.

Informazioni piu' dettagliate sull'esame e sulla stesura delle relazioni si trovano sotto il Materiale Didattico nel file di Informazioni sul Corso.

Richiami su interazione radiazione-materia. Interazione particelle cariche-materia. Rivelazione di radiazione e particelle. Richiami di analisi dati.

Esperienze su:
- Spettroscopia gamma: studio delle caratteristiche del decadimento gamma di alcuni isotopi radioattivi con rivelatore a NaI(Tl). Calibrazione dell'analizzatore multicanale. Studio delle caratteristiche degli spettri di energia di diverse sorgenti gamma. Osservazione dell'effetto Compton. Identificazione di elementi radioattivi nel fondo ambientale ed in campioni di rocce. Misura del coefficiente di assorbimento di massa nel Pb. Misura dell'attività di una sorgente. Osservazione del picco somma in una sorgente di 60Co.

- Spettroscopia alfa: misura dell'energia di particelle alfa utilizzando un rivelatore al silicio. Studio della perdita di energia delle particelle alfa nell'attraversamento di spessori sottili di materiale. Misura del range in aria delle particelle alfa. Osservazione dei picchi secondari di 241Am e stima delle frazioni di decadimento. Studio della catena di decadimento del 232Th.

- Raggi Cosmici: Rivelazione di raggi cosmici tramite rivelatori a scintillazione. Accoppiamento a tubi fotomoltiplicatori e SiPM. Misura di efficienza di un rivelatore a scintillazione. Curva di coincidenza. Stima del flusso di raggi cosmici e della loro distribuzione angolare. Misura dei tempi di volo e stima della velocità dei raggi cosmici.

- Rivelazione di radiazione beta con SiPM: Rivelazione di elettroni tramite rivelatori a scintillazione. Accoppiamento a SiPM. Studio del guadagno del SiPM in funzione dei parametri di funzionamento. Spettro dei fotoelettroni. Spettri del 137Cs e del 90Sr. Plot di Kurie e calibrazione. Misure di assorbimento in materiali comuni (carta, alluminio). Misure di perdita di energia dei raggi cosmici.

Dispense dei docenti  con la fisica e la spiegazione delle esperienze, manuali della strumentazione utilizzata.

Le schede delle esperienze sono disponibili  nella sezione "Materiale didattico" qui sotto.

Le esperienze in laboratorio saranno svolte da gruppi di 3/4 persone. Sono previsti 3 turni settimanali di 4 giornate in presenza.

Per ricevere le eventuali comunicazioni organizzative, è necessario che tutti coloro che intendono seguire il laboratorio si iscrivano al modulo utilizzando il bottone qui sotto.

La composizione definitiva dei gruppi e l'assegnazione ai turni verrà comunicata nella prima lezione introduttiva del 27/2/2023. È estremamente importante partecipare a questa lezione.

Si ricorda che  la frequenza alle lezioni introduttive sulle esperienze e ai turni di laboratorio è OBBLIGATORIA.

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