ID:
76696
Tipo Insegnamento:
Obbligatorio
Durata (ore):
60
CFU:
6
Url:
SCIENZE GEOLOGICHE/PERCORSO COMUNE Anno: 2
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Secondo Semestre (24/02/2025 - 06/06/2025)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Lo scopo del corso è l’apprendimento di conoscenze fondamentali di interazione luce visibile e raggi X con i minerali unito all’acquisizione delle abilità di identificare e descrivere i minerali nei contesti geologici e nei relativi processi di formazione e trasformazione sia naturali che artificiali.
Le principali conoscenze fondamentali apprese dagli studenti riguardano:
- comprensione dei fenomeni legati alla propagazione della luce visibile nei minerali;
- comprensione dei fenomeni derivanti dalla interazione dei raggi X con i minerali.
Le principali abilità (capacità) acquisite dagli studenti riguardano:
- esecuzione delle principali osservazioni per il riconoscimento dei minerali in sezione sottile al microscopio ottico in luce polarizzata;
- interpretazione delle analisi eseguite tramite diffrazione dei raggi X.
Le principali conoscenze fondamentali apprese dagli studenti riguardano:
- comprensione dei fenomeni legati alla propagazione della luce visibile nei minerali;
- comprensione dei fenomeni derivanti dalla interazione dei raggi X con i minerali.
Le principali abilità (capacità) acquisite dagli studenti riguardano:
- esecuzione delle principali osservazioni per il riconoscimento dei minerali in sezione sottile al microscopio ottico in luce polarizzata;
- interpretazione delle analisi eseguite tramite diffrazione dei raggi X.
Prerequisiti
Conoscenze di base acquisite dalla scuola superiore e/o dalla frequenza dei corsi di Matematica (proprietà ed operazioni semplici con i vettori; principali funzioni trigonometriche; cenni sui numeri complessi), Chimica (modelli atomici e struttura elettronica degli atomi; elementi e tavola periodica; peso atomico e molecolare, mole; potenziale di ionizzazione, elettronegatività, numeri di ossidazione; legame chimico; equilibri di fase e chimico; principi di termodinamica; energia libera di Gibbs), Fisica I (grandezze scalari e vettoriali; unità di misura; energia potenziale e meccanica; capacità termica e calore specifico; principi della termodinamica), Geologia I (interno della Terra; introduzione alle rocce magmatiche, metamorfiche e sedimentarie; introduzione ai processi magmatici, sedimentari e metamorfici) e Fisica II (cenni sui campi elettrici e magnetici).
Metodi didattici
Lezioni frontali (in aula e a distanza), su tutti gli argomenti, svolte con l’ausilio di presentazioni su schermo e lavoro alla lavagna; gli studenti vengono regolarmente interpellati per la verifica della comprensione degli argomenti trattati.
Esercitazioni presso il Laboratori di Microscopia Ottica sul blocco di argomenti 1. Il docente/tutor illustra le osservazioni da svolgere ed assiste gli studenti nell'acquisire capacità operativa al microscopio ottico.
Esercitazioni presso i Laboratori di Diffrattometria (polveri e cristallo singolo) sul blocco di argomenti 2. Il docente/tutor descrive agli studenti la strumentazione complessa poi illustra e coordina l’esecuzione delle misure e coinvolge gli studenti nella interpretazione preliminare dei dati registrati.
Esercitazioni presso il Laboratori di Microscopia Ottica sul blocco di argomenti 1. Il docente/tutor illustra le osservazioni da svolgere ed assiste gli studenti nell'acquisire capacità operativa al microscopio ottico.
Esercitazioni presso i Laboratori di Diffrattometria (polveri e cristallo singolo) sul blocco di argomenti 2. Il docente/tutor descrive agli studenti la strumentazione complessa poi illustra e coordina l’esecuzione delle misure e coinvolge gli studenti nella interpretazione preliminare dei dati registrati.
Verifica Apprendimento
Le prove d’esame sono finalizzate a verificare l’apprendimento e le abilità degli studenti durante lo svolgimento del corso ed al termine dello stesso.
Le prove sono svolte di norma in forma scritta. Sono previste due prove in itinere, una per ogni modulo, ed altre due prove negli appelli durante le sessioni di esame. Oltre agli appelli fissati in anticipo, il docente è disponibile a concordare appelli con gli studenti a seconda delle esigenze.
Per ciascuna prova scritta è concesso un tempo di 2-2 ½ ore. Alternativamente le prove possono essere svolte in forma orale.
Le prove scritte (o orali) sono valutate in trentunesimi e ripartite in tre categorie: i) superata con voto sufficiente (> 18 o più alto), ii) non superata con voto leggermente insufficiente ma integrabile con colloquio orale e iii) non superata con voto molto insufficiente.
Il voto finale del corso integrato risulterà dalla media dei voti attribuiti alle prove parziali (scritte, eventualmente integrate da colloqui orali): la media dei due voti relativi al I modulo è mediata con la media dei tre voti relativi al II modulo tenendo presente che alla prova del diffrattogramma viene assegnato un peso ridotto pari a ¼.
La verifica sul II modulo prevede una prova in itinere (circa a metà aprile) per gli argomenti della parte 1 (Ottica mineralogica) mentre la parte 2 (Cristallografia a raggi X) è oggetto delle prove durante la sessione di esami in giugno-luglio-agosto). Si prevedono 8 quesiti ciascuno. La prova relativa alla parte 2 si completa con un esercizio (interpretazione di un diffrattogramma) di norma svolto a parte in una prova di 1 ora.
Le prove sono svolte di norma in forma scritta. Sono previste due prove in itinere, una per ogni modulo, ed altre due prove negli appelli durante le sessioni di esame. Oltre agli appelli fissati in anticipo, il docente è disponibile a concordare appelli con gli studenti a seconda delle esigenze.
Per ciascuna prova scritta è concesso un tempo di 2-2 ½ ore. Alternativamente le prove possono essere svolte in forma orale.
Le prove scritte (o orali) sono valutate in trentunesimi e ripartite in tre categorie: i) superata con voto sufficiente (> 18 o più alto), ii) non superata con voto leggermente insufficiente ma integrabile con colloquio orale e iii) non superata con voto molto insufficiente.
Il voto finale del corso integrato risulterà dalla media dei voti attribuiti alle prove parziali (scritte, eventualmente integrate da colloqui orali): la media dei due voti relativi al I modulo è mediata con la media dei tre voti relativi al II modulo tenendo presente che alla prova del diffrattogramma viene assegnato un peso ridotto pari a ¼.
La verifica sul II modulo prevede una prova in itinere (circa a metà aprile) per gli argomenti della parte 1 (Ottica mineralogica) mentre la parte 2 (Cristallografia a raggi X) è oggetto delle prove durante la sessione di esami in giugno-luglio-agosto). Si prevedono 8 quesiti ciascuno. La prova relativa alla parte 2 si completa con un esercizio (interpretazione di un diffrattogramma) di norma svolto a parte in una prova di 1 ora.
Testi
Testi utili per lo studio:
BONATTI e FRANZINI - Cristallografia mineralogica - Boringhieri, 1984.
KLEIN - Mineralogia - Zanichelli, 2004
PUTNIS - Introduction to Mineral Sciences - Cambridge University Press, 1992
MAZZI e BERNARDINI - Fondamenti di Cristallografia e Ottica Cristallografica - USES, 1983.
Testi per approfondimenti per approfondimenti di argomenti specifici:
NESSE - Introduction to Optical Mineralogy - Oxford University Press, 1991.
BONATTI e FRANZINI - Cristallografia mineralogica - Boringhieri, 1984.
KLEIN - Mineralogia - Zanichelli, 2004
PUTNIS - Introduction to Mineral Sciences - Cambridge University Press, 1992
MAZZI e BERNARDINI - Fondamenti di Cristallografia e Ottica Cristallografica - USES, 1983.
Testi per approfondimenti per approfondimenti di argomenti specifici:
NESSE - Introduction to Optical Mineralogy - Oxford University Press, 1991.
Contenuti
Parte 1: Generalità radiazione elettromagnetica e luce visibile. Onde. Ottica mezzi isotropi (riflessione, rifrazione, legge di Snell). Indice di rifrazione. Polarizzazione luce. Assorbimento luce (legge Lambert-Beer; colore e pleocroismo; teorie campo cristallino, trasferimento di carica e banda). Mezzi otticamente isotropi ed anisotropi. Il microscopio ottico polarizzante. Birifrazione (esperienza romboedro calcite; onde piane e raggi ordinario e straordinario; relazioni con struttura cristallina). Indicatrici ottiche (principio di Neumann; i.o. uniassica e biassica; asse ottico, normale ottica, piano degli assi ottici; sezioni cicliche e di massima birifrangenza). Colori di interferenza (esperienza cuneo di quarzo; ritardo; analisi della formazione dei c.d.i.; equazione intensità all'uscita dall'analizzatore; tavola di Michel-Levy; lamine ausiliarie). Tipo ed angolo di estinzione. Osservazioni in luce convergente. Figure di interferenza di cristalli uniassici e biassici. Segno ottico. Esercitazioni microscopio ottico. [argomenti parte 1: 30 ore]
Parte 2: Introduzione studio cristallografico dei minerali. Produzione raggi X (tubo a raggi X; spettro di emissione; cenni luce di sincrotrone). Interazione raggi X-materia. Equazione onda come numero complesso (cenni trasformata di Fourier). Diffrazione dei raggi X (fattore di diffusione; condizioni di Laue; equazione di Bragg; reticolo reciproco e relazioni con il diretto; sfera di Ewald; fattore di struttura; problema della fase; estinzioni sistematiche). Metodologie sperimentali cristallografia a raggi X (rivelatori per raggi X; cenni sui metodi a cristallo singolo; diffrazione da campione policristallino). Diffrattometri a cristallo singolo e su campione policristallino. Esercitazioni diffrattogrammi polveri. Individuazione della fase cristallina incognita ed indicizzazione. [argomenti parte 2: 30 ore]
Parte 2: Introduzione studio cristallografico dei minerali. Produzione raggi X (tubo a raggi X; spettro di emissione; cenni luce di sincrotrone). Interazione raggi X-materia. Equazione onda come numero complesso (cenni trasformata di Fourier). Diffrazione dei raggi X (fattore di diffusione; condizioni di Laue; equazione di Bragg; reticolo reciproco e relazioni con il diretto; sfera di Ewald; fattore di struttura; problema della fase; estinzioni sistematiche). Metodologie sperimentali cristallografia a raggi X (rivelatori per raggi X; cenni sui metodi a cristallo singolo; diffrazione da campione policristallino). Diffrattometri a cristallo singolo e su campione policristallino. Esercitazioni diffrattogrammi polveri. Individuazione della fase cristallina incognita ed indicizzazione. [argomenti parte 2: 30 ore]
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Corsi
Corsi
SCIENZE GEOLOGICHE
Laurea
3 anni
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Persone
Persone (3)
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