Metodi Fisici - nuovo ord.

Anno accademico 2014/2015

Obiettivi formativi del corso

Il corso si propone di fornire:

una conoscenza di base delle principali leggi della Fisica classica con particolare riguardo alla meccanica, alla termodinamica ed all’elettromagnetismo, anche mediante l’acquisizione di abilità nella soluzione di problemi semplici;

una conoscenza qualitativa dei principi della fisica moderna con particolare riguardo alla teoria dei quanti, alla fisica atomica, alla radioattivita’ ed alle loro principali applicazioni in campo biologico e medico (laser, PET, MRI).

le conoscenze metodologiche di base che consentono di acquisire dati quantitativi da esperimenti semplici di fisica classica e di analizzare i dati ottenuti in base alla teoria degli errori

Risultati dell'apprendimento

Conoscenza degli aspetti fondamentali della Fisica Classica e dei principi base della Fisica Moderna, insieme alla capacità di risolvere problemi elementari e di condurre ed analizzare quantitativamente semplici esperimenti di Fisica.

Attività di supporto

Progetto IDEA.

Il Prof. Piero Cipriani che svolge le esercitazioni in Aula il Martedi' pomeriggio (14:30 -15:30) e' anche disponibile per ricevere gli studenti su appuntamento per spiegazioni e/o aprofondimenti su cio' che e' stato presentato nelle esercitazioni.

Per il ricevimento studenti  il Prof. Cipriani e' disponibile il Martedi' dalle ore 13:00 alle 14:30 nella Sala Melloni al primo piano del Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra e dalle 18:00 alle 18:30 nell'Aula A del Podere La Grande . Gli studenti interessati devono contattare via mail il Prof. Cipriani (piero.cipriani@alice.it) per fissare un appuntamento.

Note

Prerequisiti consigliati

Algebra, trigonometria e geometria a livello di scuola media superiore

Fondamenti del calcolo differenziale ed integrale

Metodologie di insegnamento

Lezioni frontali con ausilio di strumenti audio-visivi multimediali.

Sessioni sperimentali di laboratorio in cui gli studenti in piccoli gruppi (tre-vcinque persone) conducono semplici esperimenti di fisica e ne analizzano i risultati sotto la supervisione del docente e di alcuni esercitatori. Ogni gruppo di studenti dovra' compilare una relazione su ogni esperimento svolto.

La frequenza a tutte le esercitazioni di laboratorio e' obbligatoria ed e' un prerequisito indispensabile per poter sostenere l'esame.

Una parte del corso sarà dedicata ad esercitazioni in aula. Dopo aver sviluppato la teoria relativa, gli studenti risolveranno con la guida del docente esercizi e problemi in modo da chiarire ed approfondire gli argomenti di teoria svolti.

 Modalita' di esame 

L'esame si articola in:

1. una valutazione dell'attivita' svolta in laboratorio (25%)
2. una prova scritta (35%)
3. un colloquio orale (40%).

La prova scritta prevede la risoluzione di semplici esercizi di meccanica, termodinamica ed elettromagnetismo ed e' volta a verificare la capacita' dello studente di utilizzare praticamente le nozioni teoriche apprese nel Corso. Per l'ammissione all'orale occorre ottenere nella prova scritta un voto maggiore o uguale a 15/30. Ogni prova scritta ha valore solamente per l'Appello di cui fa parte. Non e' possibile sostenre la prova scritta ed il colloquio orale in due appelli differenti.

Il colloquio orale e' volto a valutare quantitativamente la conoscenza dei principali argomenti di meccanica, termodinamica, elettromagnetismo e delle basi della fisica moderna presentati durante il corso e la capacita' di utilizzarli in contesti pratici sufficentemente semplici.

Gli studenti iscritti al primo anno possono sostenere tre test parziali che si terranno durante il Corso (argomenti dei test: Meccanica, Termodinamica, Elettromagnetismo). Un voto complessivo non inferiore a 18/30 (con voti singoli non inferiori a 14/30) esonera lo studente dal sostenere la prova scritta d'esame. L'esonero vale per la seconda e terza sessione d'esame (Giugno-Luglio e Settembre).

Il colloquio d'esame orale e' obbligatorio per tutti.

Tutti gli studenti devono iscriversi agli appelli d'esame utilizzando la piattaforma ESSE3.

Programma

LEZIONI IN AULA:

Introduzione del Corso, Unità, dimensioni & errori, vettori.

Moto in una e due dimensioni, leggi di Newton del moto, attrito, moto circolare.

Lavoro, energia & potenza, quantità di moto, urti, centro di massa, meccanica rotazionale, gravitazione.

Moto armonico semplice, moti ondulatori ed onde sonore.

Meccanica dei fluidi, teorema di Bernoulli, moti viscosi.

Proprietà della materia, Principio zero e primo principio della termodinamica, calorimetria, conduzione del calore, teoria cinetica dei gas.

Termodinamica: primo principio, macchine termiche.

Termodinamica: secondo principio ed entropia.

Forza elettrica, campo e potenziale, condensatori.

Corrente elettrica, circuiti elettrici, effetti termici della corrente.

Forza magnetica, magneti permanenti, Induzione elettromagnetica, correnti alternate.

Riflessione da superfici piane e sferiche, rifrazione da superfici piane e sferiche, strumentazione ottica, difetti della visione.

Equazioni di Maxwell.

Elementi di Fisica Moderna

ATTIVITA' DI LABORATORIO

Introduzione alla teoria degli errori, distribuzione degli errori: deviazione standard e distribuzione normale, legge di propagazione degli errori, regressioni lineari & approssimazioni non lineari, test del chi-quadrato. Utilizzo del Programma "Origin" per l'analisi dei dati.

ESPERIMENTI

Meccanica:                  Moto del pendolo semplice.

Termodinamica:           Misura della costante di Joule.

Elettromagnetismo:      Verifica della legge di Ohm.

                                  Misura della costante di tempo di un circuito RC

Testi consigliati e bibliografia

Meccanica, termodinamica ed elettromagnetismo:

J. W. Jewett Jr. & R. A. Serway         Principi di Fisica – EdiSES

in alternativa:

          J.S. Walker                                        Fondamenti di Fisica – Pearson Italia.

          D.C. Giancoli                                      Fisica. Principi e applicazioni – CEA

Teoria degli errori e procedure di elaborazione dati:

J.R. Taylor                                           Introduzione all'analisi degli errori - Zanichelli

Orario lezioni

Appelli

	Data	Ore	Esame
	23/02/2016	09:30 - 16:30	Orale
	04/02/2016	09:30 - 18:30	Orale
	02/02/2016	14:30 - 16:30	Scritto
	06/10/2015	09:30 - 18:30	Orale
	17/09/2015	09:30 - 18:30	Orale
	15/09/2015	14:30 - 16:30	Scritto
	21/07/2015	09:30 - 18:30	Orale