ID:
45566
Tipo Insegnamento:
Obbligatorio
Durata (ore):
76
CFU:
8
SSD:
FISICA SPERIMENTALE
Url:
CHIMICA/PERCORSO COMUNE Anno: 2
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Secondo Semestre (17/02/2025 - 31/05/2025)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Saper descrivere fenomenologicamente, interpretare scientificamente, e spiegare matematicamente tutti i fenomeni elettrici, magnetici, elettromagnetici e ottici descitti nel corso, con le loro applicazioni tecnologiche.
Saper progettare e montare semplici circuiti elettrici, verificarne il funzionamento mediante l'uso di oscilloscopi, generatori di funzioni e multimetri, ricavarne e spiegarne la curva di risposta.
Il corso fornirà, attraverso metodologie e tecnologie per l’insegnamento, conoscenze di base che siano di introduzione alla didattica delle Scienze nella Scuola Secondaria.
Saper progettare e montare semplici circuiti elettrici, verificarne il funzionamento mediante l'uso di oscilloscopi, generatori di funzioni e multimetri, ricavarne e spiegarne la curva di risposta.
Il corso fornirà, attraverso metodologie e tecnologie per l’insegnamento, conoscenze di base che siano di introduzione alla didattica delle Scienze nella Scuola Secondaria.
Prerequisiti
Si richiede la conoscenza dei concetti geometrici di base comprensivi dei prodotti scalari e vettoriali, della trigonometria, dell'analisi matematica di funzioni di una o più variabili (derivate, integrali, e loro interpretazione geometrica), delle equazioni differenziali di primo e secondo grado, integrali di linea, e il significato e il senso geometrico degli operatori differenziali gradiente, divergenza, rotore, delle approssimazioni funzionali (serie di Taylor e di Fourier). Si richiedono le conoscenze dei principi della cinematica (comprensivo del moto armonico e delle oscillazioni in generale), della meccanica del punto materiale e del corpo rigido (momento angolare, momento d'inerzia, momento torcente ed equazioni cardinali). Si richiedono le conoscenze delle leggi della termodinamica e della cinetica dei gas.
Metodi didattici
Lezioni teoriche con molti riferimenti ad applicazioni (apparati sperimentali e tecnologia) tramite video, immagini, e applet di simulazione (caricate sul minisito del corso). Quattro sedute di laboratorio nel mese di Maggio con pratica di elettronica. Attività coordinata di tutorato per teoria ed esercizi. Presenza di lezioni preregistrate nella classroom ufficiale del corso. La classroom è usata anche per comunicazioni.
Verifica Apprendimento
Esame scritto+orale.
Lo scritto può consistere nel superamento di due parziali durante l'attività didattica, o di un totale nelle sessioni previste.
Il primo parziale verte su 3 esercizi:
1. Risoluzione di circuito elettrico tramite leggi di Kirchhoff;
2. Studio di condensatore con inserimento di lastre isolanti o metalliche;
3. Problema sulle leggi di Laplace e Faraday.
Il secondo parziale verte su 4 esercizi:
1. Trasformatori con nuclei ferromagnetici;
2. Diottri e specchi;
3. Microscopio composto;
4. Esercizio di ottica ondulatoria.
Il voto complessivo dello scritto con cui ci si presenta all'orale sarà la media voto dei due parziali o il singolo voto del totale.
L'orale è singolo, ma diviso in 4 parti: nella prima, lo studente può esporre brevemente, con padronanza di linguaggio e completezza, un argomento a piacere. Nelle altre tre parti, le domande saranno focalizzate su argomenti di 1. Elettricità; 2. Magnetismo; 3. Onde elettromagnetiche e/o ottica geometrica/ondulatoria; 4. Correnti alternate, o Semiconduttori, o descrizione teorica ed operativa di esperienza di laboratorio. La durata indicativa dell'orale è di circa 45 minuti. L'esame orale potrà aumentare il voto dello scritto fino a 6-7 punti, o abbassarlo anche di 15 punti.
Si ricorda che lo studente per affrontare la prova d'esame deve aver già sostenuto l'esame di Fisica I.
Lo scritto può consistere nel superamento di due parziali durante l'attività didattica, o di un totale nelle sessioni previste.
Il primo parziale verte su 3 esercizi:
1. Risoluzione di circuito elettrico tramite leggi di Kirchhoff;
2. Studio di condensatore con inserimento di lastre isolanti o metalliche;
3. Problema sulle leggi di Laplace e Faraday.
Il secondo parziale verte su 4 esercizi:
1. Trasformatori con nuclei ferromagnetici;
2. Diottri e specchi;
3. Microscopio composto;
4. Esercizio di ottica ondulatoria.
Il voto complessivo dello scritto con cui ci si presenta all'orale sarà la media voto dei due parziali o il singolo voto del totale.
L'orale è singolo, ma diviso in 4 parti: nella prima, lo studente può esporre brevemente, con padronanza di linguaggio e completezza, un argomento a piacere. Nelle altre tre parti, le domande saranno focalizzate su argomenti di 1. Elettricità; 2. Magnetismo; 3. Onde elettromagnetiche e/o ottica geometrica/ondulatoria; 4. Correnti alternate, o Semiconduttori, o descrizione teorica ed operativa di esperienza di laboratorio. La durata indicativa dell'orale è di circa 45 minuti. L'esame orale potrà aumentare il voto dello scritto fino a 6-7 punti, o abbassarlo anche di 15 punti.
Si ricorda che lo studente per affrontare la prova d'esame deve aver già sostenuto l'esame di Fisica I.
Testi
1. D. Halliday, R. Resnick, S. Krane "Fisica 2" Ed. Ambrosiana (QUINTA edizione). ATTENZIONE: NON PRENDERE l'Halliday-Resnick-Walker, che è un libro diverso.
2. P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci
Curatori: R. C. Iotti, G. Barbero
"Fisica. Elettromagnetismo e onde"
Edizione 3. Editore Edises (2021)
ISBN 883623030X.
2. P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci
Curatori: R. C. Iotti, G. Barbero
"Fisica. Elettromagnetismo e onde"
Edizione 3. Editore Edises (2021)
ISBN 883623030X.
Contenuti
1. ELETTROSTATICA
Legge di Coulomb, legge di Gauss e loro applicazioni. Potenziale elettrico. Operatori differenziali: gradiente, divergenza, rotore, laplaciano. Condensatori. Dielettrici. Corrente elettrica e legge di Ohm, leggi di Kirchhoff. Carica e scarica dei condensatori. Modello atomico di Bohr.
2. MAGNETISMO
Campo magnetico. Forza di Lorentz. Spettrometro di massa. Effetto Hall. Leggi di: Biot-Savart, Laplace prima e seconda, Ampère , Faraday. Equazioni di Maxwell. Induttanza. Proprietà magnetiche della materia: diamagnetismo, paramagnetismo, ferromagnetismo.
3. ONDE ELETTROMAGNETICHE E OTTICA
Onde elettromagnetiche. Ottica geometrica: leggi della riflessione, rifrazione, diottri, specchi e lenti. Microscopi. Interferenza, diffrazione e polarizzazione della luce. Applicazioni. Cenno alla diffrazione a Raggi X. Relazione di De Broglie e cenni alla diffrazione da elettroni.
4. ELEMENTI DI ELETTRONICA (Laboratorio di Fisica)
Ponte di Wheatstone e applicazioni. Correnti alternate. Impedenza. Circuiti RLC oscillanti. Forzante, Risonanza, Fattore Qualità. Filtri RC in corrente alternata. Guadagno e decibel. Semiconduttori. Cenno alla teoria delle bande. Drogaggio di tipo p, n. Giunzioni, diodi, transistor. Applicazioni. Principi di funzionamento e uso dei principali dispositivi elettronici: generatori, strumenti di misura digitali, oscilloscopio, circuiti RC (filtri), RLC, diodi, rettificatori, termometro digitale, LED e fotodiodi. Montaggio di semplici circuiti ed esperienze di laboratorio. Cenni all'uso della trasformata di Fourier per l'analisi dei segnali e la diffrazione ottica e relativa esperienza di laboratorio.
Legge di Coulomb, legge di Gauss e loro applicazioni. Potenziale elettrico. Operatori differenziali: gradiente, divergenza, rotore, laplaciano. Condensatori. Dielettrici. Corrente elettrica e legge di Ohm, leggi di Kirchhoff. Carica e scarica dei condensatori. Modello atomico di Bohr.
2. MAGNETISMO
Campo magnetico. Forza di Lorentz. Spettrometro di massa. Effetto Hall. Leggi di: Biot-Savart, Laplace prima e seconda, Ampère , Faraday. Equazioni di Maxwell. Induttanza. Proprietà magnetiche della materia: diamagnetismo, paramagnetismo, ferromagnetismo.
3. ONDE ELETTROMAGNETICHE E OTTICA
Onde elettromagnetiche. Ottica geometrica: leggi della riflessione, rifrazione, diottri, specchi e lenti. Microscopi. Interferenza, diffrazione e polarizzazione della luce. Applicazioni. Cenno alla diffrazione a Raggi X. Relazione di De Broglie e cenni alla diffrazione da elettroni.
4. ELEMENTI DI ELETTRONICA (Laboratorio di Fisica)
Ponte di Wheatstone e applicazioni. Correnti alternate. Impedenza. Circuiti RLC oscillanti. Forzante, Risonanza, Fattore Qualità. Filtri RC in corrente alternata. Guadagno e decibel. Semiconduttori. Cenno alla teoria delle bande. Drogaggio di tipo p, n. Giunzioni, diodi, transistor. Applicazioni. Principi di funzionamento e uso dei principali dispositivi elettronici: generatori, strumenti di misura digitali, oscilloscopio, circuiti RC (filtri), RLC, diodi, rettificatori, termometro digitale, LED e fotodiodi. Montaggio di semplici circuiti ed esperienze di laboratorio. Cenni all'uso della trasformata di Fourier per l'analisi dei segnali e la diffrazione ottica e relativa esperienza di laboratorio.
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Altre informazioni
Le sedute di Laboratorio di questo corso non sono obbligatorie, ma raccomandate per chi segue.
Corsi
Corsi
CHIMICA
Laurea
3 anni
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