FISICA - canale 1

Anno accademico 2018/2019 - 1° anno
Docente: Giorgio Concetto Bellia
Crediti: 8
Organizzazione didattica: 200 ore d'impegno totale, 139 di studio individuale, 49 di lezione frontale, 12 di esercitazione
Semestre:
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Obiettivi formativi

Fornire allo studente il patrimonio di conoscenze necessario ad affrontare i corsi più specifici del curriculum; di conseguenza, il corso è stato costruito in maniera da contenere anche applicazioni in campo biomedico, normalmente tralasciate nei corsi di fisica. La discussione dei vari argomenti è fatta formalmente corretta, pur rimanendo nell'ambito delle conoscenze matematiche acquisite dagli studenti nei corsi precedenti.


Prerequisiti richiesti

Consigliata la frequenza del corso di Istituzioni di Matematiche.


Frequenza lezioni

Consigliata, non obbligatoria


Contenuti del corso

1 – Introduzione
Stato di un sistema fisico e grandezze fisicamente significative - La misura delle grandezze fisiche e gli errori di misura - Unità di misura - Equazioni dimensionali - Grandezze scalari e vettoriali - Elementi di algebra vettoriale - Rappresentazione grafica delle leggi fisiche.

2 – Meccanica
Descrizione del moto di un corpo - Sistemi di riferimento - Principio d'inerzia - Seconda legge della dinamica - Terza legge della dinamica - Conservazione della quantità di moto - Cenni di relatività ristretta - Campi di forza - Lavoro di una forza - Teorema dell'energia cinetica - Campi conservativi - Potenziale - Conservazione dell'energia meccanica - Momento delle forze - Conservazione del momento angolare - Campo gravitazionale ed elettrostatico - Teorema di Gauss e sue applicazioni.

3 - Meccanica dei fluidi
Proprietà dei fluidi - Statica dei fluidi: leggi di Pascal, Stevin e Archimede - Fluidi ideali e teorema di Bernoulli - Moto laminare di un fluido viscoso: legge di Poiseuille - Circolazione del sangue e lavoro del cuore - Flusso turbolento - Sedimentazione - Fenomeni di superficie: legge di Laplace e fenomeni di capillarità.

4 – Termodinamica
Termometria e calorimetria- Calore specifico delle sostanze - Elementi di teoria cinetica dei gas - Stato di un sistema termodinamico - Esperienza di Joule - Equivalenza fra calore e lavoro - Energia interna e primo principio della termodinamica - Generalità delle trasformazioni termodinamiche - Processi reversibili ed irreversibili - Entropia e secondo principio della termodinamica - Osmosi.

5 - Fenomeni elettromagnetici
Carica elettrica - Campo elettrostatico - Condensatori - Dielettrico - Polarizzazione del dielettrico - Corrente elettrica - Correnti elettriche nei conduttori e negli elettroliti - Leggi di Faraday - Potenziale di azione e conduzione degli impulsi nel sistema nervoso - Induzione magnetica - Legge di Ampere - Campo magnetico nella materia - Forza elettromotrice indotta - Legge di Lenz - Equazioni di Maxwell - Onde elettromagnetiche.

6 - Fenomeni ondulatori
Equazione delle onde - Onde longitudinali e trasversali - Onde piane ed onde sferiche - Onde monocromatiche - Analisi di Fourier - Effetto Doppler - Principio di Huygens - Il suono e le sue caratteristiche - Fisica dell'orecchio - Ultrasuoni.

7 - Elementi di ottica
Riflessione e rifrazione - Legge di Snell - Approssimazione dell'ottica geometrica - Diottro sferico - Lenti sottili - Costruzione geometrica delle immagini - Microscopio - Ottica fisica - Sorgenti coerenti - Interferenza - Diffrazione - Reticolo di diffrazione - Potere risolutivo di uno strumento ottico - Polarizzazione.

8 - Elementi di fisica moderna
Dualità onda-corpuscolo - Effetto fotoelettrico - Effetto Compton - Diffrazione degli elettroni - Relazioni di indeterminazione di Heisenberg - Onde di De Broglie - Dimensioni e struttura degli atomi - Orbitali e livelli energetici degli elettroni atomici - Assorbimento ed emissione della luce da atomi - Effetto laser - Spettri atomici - Raggi X - Semiconduttori.

9 - Fisica delle radiazioni
Struttura del nucleo atomico - Radioattività e legge del decadimento radioattivo - Datazioni - Dosimetria ed effetti biologici delle radiazioni - Problemi di radioprotezione.

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Testi di riferimento

1 - J.W. Jewett, R.A. Serway: Principi di Fisica, vol I, ultima edizione, EdiSES, Napoli
2 - E. Ragozzino: Principi di Fisica, EdiSES, Napoli
3 - J.R. Gordon, R.V. Mcgrew, R.A. Serway, J.W. Jewett: Guida allo studio e alla soluzione dei problemi da Principi di Fisica, III Edizione, EdiSES, Napoli
4 - R.C. Davidson: Metodi matematici per un corso introduttivo di Fisica, EdiSES, Napoli

Gli studenti sono liberi di utilizzare qualunque altro testo possa essere più conveniente per loro



Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1punti da 1 a 7 del programma 

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

L’esame consiste in due prove, una scritta e una orale. Lo scritto non ha una sua valutazione e serve solo per l’ammissione alla prova orale. La valutazione della prova orale costituisce il voto finale. Lo studente può decidere di fare la parte orale nello stesso appello in cui ha svolto lo scritto o nell’appello successivo.

 



Prove in itinere:

30 quesiti a risposta multipla sugli argomenti svolti, in genere, fino a metà corso. La prova è superata se la valutazione è uguale o maggiore a 18/30.

Lo studente, per l’acquisizione dei CFU del corso, deve completare l’esame partecipando, nell’appello prescelto, alla prova scritta e, se ammesso, alla successiva prova orale. La prova scritta che quella orale sono basate sugli argomenti svolti del programma non pertinenti la prova in itinere.

Il voto finale è la media della valutazione della prova in itinere e quella della prova orale

La prova in itinere sarà considerata solo per gli appelli delle sessioni estiva e autunnale


Esempi di domande e/o esercizi frequenti

Sul sito http://bellia.lns.infn.it/bellia/www/biologia/Physics-main/compiti.html sono presenti i compiti d’esame dati sin dall’AA 1990/91

I compiti riportano il risultato degli esercizi e gli studenti li possono utilizzare come esercitazioni