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Scheda insegnamento

Insegnamento: Acquisizione e Trattamento Dati

Corso di laurea dell’insegnamento (specificare anche se triennale o magistrale):

Fisica Magistrale

Codifica: 27002072 SSD (Settore scientifico disciplinare): FIS/01

Docente Responsabile: BARBERI Riccardo

Eventuali altri docenti coinvolti:

SCHIOPPA Marco

Orario di ricevimento:

Crediti Formativi (CFU): 5

Ore di lezione: 24 Ore riservate allo studio individuale: 77

Ore di Laboratorio: 24

Il corso di studio, per i quali lo stesso costituisce un’attività di base o caratterizzante:

Facoltà competente: S.M.F.N.

Lingua d’insegnamento: Italiano

Anno di Corso: 1

Propedeuticità:

Organizzazione della didattica (lezioni, esercitazioni, laboratorio, ecc.): lezioni + Laboratorio

Modalità di frequenza (obbligatoria, facoltativa): obbligatoria

Modalità di erogazione (Tradizionale, a distanza, mista): Tradizionale

Metodi di valutazione (prova scritta, orale, ecc):

Risultati di apprendimento attesi:

Programma/Contenuti:

Le eventuali attività di supporto alla didattica (tipi e orari):

Date inizio e termine e il calendario delle attività didattiche:

http://www.smfn.unical.it/news.php?a=3

Il calendario delle prove d’esame:

http://www.smfn.unical.it/news.php?nargid=96&sa=5

Bibliografia:

Insegnamento: Fisica dei sistemi complessi


Fisica Magistrale


Docente Responsabile: CARBONE Vincenzo


VERSACE Carlo

Orario di ricevimento: giovedi 15:00 – 17:00







Anno di Corso: 1

Propedeuticità:

Organizzazione della didattica (lezioni, esercitazioni, laboratorio, ecc.): Lezioni + esercitazioni


Modalità di erogazione (Tradizionale, a distanza, mista): tradizionale

Metodi di valutazione (prova scritta, orale, ecc): Prova scritta e prova orale, integrate dalle

relazioni di laboratorio.


Capacità di analizzare e modellizzare sistemi complessi in ambito fisico, geofisico e biologico,

nonché in ambiti socio-economico.


- Complessità: emergenza, formazione di pattern ed auto-organizzazione, dinamica dei

sistemi spazio-temporali, mappe iterative.

- Predicibilità e complessità: sistemi dinamici dissipativi, sistemi hamiltoniani non

integrabili, caos quantistico e localizzazione. Processi diffusivi, moto browniano, processi

turbolenti, dinamica dei fluidi complessi.

- Modelli dinamici semplificati: risonanza stocastica e sistemi ambientali, sistemi biologici e

dinamica delle epidemie, sistemi con risposta impulsiva e sismologia, sistemi socio-

economici.

- Teoria dell‟informazione: probabilità ed entropia statistica, entropia di Shannon ed entropia

di Kolmogorov.






Bibliografia:

Saranno a disposizione degli studenti gli appunti del docente basati sui seguenti testi:

- Boffetta, Cencini, Falcioni, Vulpiani: Predictability: a way to characterize complexity,

Physics Report 356, 367 (2002)

- Cencini, Cecconi, Vulpiani: CHAOS: From simple models to complex systems, World

Scientific Eds., 2009

- Y. Bar-Yam: Dynamics of Complex Systems, Westview Eds., 1997

- E. Ott: Chaos in Dynamical Systems, Cambridge Univ. Press., 1998

- R.C. Hilborn: Chaos and Nonlinear Dynamics, Oxford Univ. Press., 2000

- K. Huang: Meccanica Statistica, Zanichelli, 1998

A.J. Lichtenberg e M.A. Liberman: Regular and chaotic dynamics, Springer-Verlag, 1992

Insegnamento: Fisica dei plasmi spaziali


Fisica Magistrale


Docente Responsabile: ZIMBARDO Gaetano


Orario di ricevimento: Lunedi, 15:30-17:30







Anno di Corso: 1

Propedeuticità: Fisica per Chimica parte A

Organizzazione della didattica (lezioni, esercitazioni, laboratorio, ecc.): lezioni + esercitazioni



Metodi di valutazione (prova scritta, orale, ecc): Prova scritta e prova orale


Apprendimento degli elementi di base dell'elettromagnetismo.


Elettrostatica. Magnetostatica. Circuiti elettrici. Elettromagnetismo. Equazioni di Maxwell. Onde

elettromagnetiche.






Bibliografia: P. A. Tipler, Corso di Fisica, Volume 2, Zanichelli

Insegnamento: Fisica della Terra Fluida


Fisica Magistrale


Docente Responsabile: LEPRETI Fabio

Eventuali altri docenti coinvolti: CARBONE Vincenzo

Orario di ricevimento: mercoledì 15:30 – 17.30 o previo appuntamento negli altri giorni



Ore di laboratorio: 36


Facoltà competente: SMFN


Anno di corso: 1

Propedeuticità:

Organizzazione della didattica (lezioni, esercitazioni, laboratorio, ecc.): Lezioni + Esercitazioni

Modalità di frequenza (obbligatoria, facoltativa): Obbligatoria

Modalità di erogazione (tradizionale, a distanza, mista): Tradizionale

Metodi di valutazione (Prova scritta, orale, ecc): Prova orale

Risultati di apprendimento attesi: Conoscenza dei processi fisici che regolano il comportamento

dell'atmosfera terrestre e degli oceani.

Programma/Contenuti: Introduzione all'atmosfera terrestre. Termodinamica dell'atmosfera.

Processi radiativi nell'atmosfera. Budget globale di energia ed effetto serra. Nuvole. Dinamica

dell'atmosfera. Oceani. Circolazione degli oceani. Turbolenza.






Bibliografia:

1) David G. Andrews, An Introduction to Atmospheric Physics, Cambridge Univ. Press (2000)

2) John Houghton, The Physics of Atmospheres, Cambridge Univ. Press (2002)

3) John MarShall – R. Alan Plumb, Atmosphere, Ocean, and Climate Dynamics – An Introductory

Text, Academic Press (2008)

Insegnamento: Fisica Nucleare e Subnucleare


Fisica Magistrale


Docente Responsabile: TASSI Enrico


Orario di ricevimento: Mercoledì dalle 15:00 alle 17:00







Anno di Corso: 1

Propedeuticità:






Una approfondita conoscenza degli elementi fondamentali della Teoria del Modello Standard.

Capacità di calcolare, a livello albero, sezioni d‟urto e larghezze di decadimento di alcuni

importanti processi tra particelle elementari.


Relativita` Speciale e Meccanica Quantistica

Lo spazio-tempo di Minkoswki. Trasformazioni di Lorentz e Poincare‟. Calcolo quadri-tensoriale

nello spazio-tempo. Covarianza relativistica delle leggi fisiche. Formulazione covariante

dell‟elettrodinamica classica. I gruppi di Lorentz e Poincare` come gruppi di Lie. Le

rappresentazioni irriducibili di dimensione finita del gruppo ristretto di Lorentz. Campo classici

relativistici e loro proprieta` di trasformazione: campo scalare, quadri-vettoriale e di Dirac.

Formulazione lagrangiana della teoria classica dei campi. Teorie di gauge abeliane e non abeliane

(cenni)

Invarianza relativistica in ambito quantistico: il teorema di Wigner. Le rappresentazioni irriducibili

unitarie di dimensione infinita del gruppo ristretto di Poincare. Campi quantistici e loro proprieta‟

sotto trasformazioni di Poincare‟. Operatori di creazione e distruzione. Spazio e stati di Fock.

Proprieta` di trasformazione degli stati quantistici (massa, spin, elicita‟).

Modello Standard - Teoria Relativistica dello scattering - Regole di Feynman

Il Modello Standard delle interazioni fondamentali: leptoni, quarks e bosoni di gauge. Principali

caratteristiche delle interazioni elettrodeboli e forti. Acceleratori di particelle. Determinazione della

luminosita‟ di un collisionatore. Rivelatori di particelle: caratteristiche principali di tracciatori e

calorimetri (cenni). Importanza dei processi di collisione e decadimento nella fisica delle alte

energie .

Descrizione quantistica di un processo di diffusione e di decadimento. Stati “in” ed “out”.

L‟operatore di scattering S. Sviluppo di Dyson dell‟ operatore S. L‟invarianza relativistica

dell‟operatore S. Il teorema spin-statistica (solo spin 0 e spin ½) . Espressioni generali delle sezioni

d‟urto e delle larghezze di decadimento differenziali ed integrali. Regole di Feynman. Calcolo di

sezioni d‟urto e di larghezze di decadimento per alcuni processi elementari nella teoria

elettrodebole.






Bibliografia:

V. Barone - Relativita` Speciale - Boringhieri

D. Griffiths - Introduction to Elementary Particles - Wiley

S. Weinberg - The Quantum Theory of Fields - Cambridge

F. Mandl, G. Shaw - Quantum Field Theory - Wiley

Insegnamento: Fisica Teorica della Materia


Fisica Magistrale


Docente Responsabile: PLASTINA Francesco


SINDONA Antonello

Orario di ricevimento: martedì, 15:30 - 16:30







Anno di Corso: 1

Propedeuticità:

Organizzazione della didattica (lezioni, esercitazioni, laboratorio, ecc.): Lezioni +

Esercitazioni



Metodi di valutazione (prova scritta, orale, ecc): orale


L‟obiettivo formativo è introdurre lo studente ai principi della fisica teorica delle basse energie (e

in particolare della teoria dei molti corpi) e poi utilizzarli per la comprensione di alcuni aspetti

della fisica della materia condensata e con particolare riferimento ad alcuni aspetti della fisica dei

solidi e delle nanostrutture. Al termine del corso, ci si attende che lo studente abbia acquisito la

conoscenza della fenomenologia e di alcuni modelli teorici concernenti la risposta dei sistemi

materiali a sollecitazioni esterne di tipo elettromagnetico ed elettronico.


Richiami di seconda quantizzazione

Meccanica quantistica di particella singola

Particelle Identiche

Operatori di Creazione e Distruzione

Operatori a Molti Corpi

Introduzione allo studio del Gas di Elettroni

Hamiltoniano di un Gas di elettroni liberi

Periodicità e condizioni periodiche al contorno

Metodi di calcolo della struttura a bande di un solido

Hamiltoniano di un metallo

Effetti di superficie

Hamiltoniano di un foglio di Grafite e di un Nanotubo cilindrico a base di Carbonio

Gas di Elettroni interagente

Teoria del campo medio

Interazioni a un corpo (Transizioni Risonanti)

Metodo di Hartree-Fock

Introduzione alla teoria del funzionale densità

Teoria della Risposta lineare

Teoria generale della risposta e suscettività lineari

Formula di Kubo

Conduttività

Risposta dielettrica

Metodo delle funzioni di Green

Funzioni di Green a Temperatura zero

Funzioni di Green a Temperatura finita (metodo di Matsubara)

Funzioni di Green di non equilibrio (Metodo di Keldish)

Esempi

Fotoemissione ed effetti collettivi

Effetto Auger






Bibliografia:

G. Mahan “Many-particle physics” (Plenum 1993)

H. Bruus, K. Flensberg “Many-body Quantum theory in condensed matter physics” (Oxford

University Press 2004)

Insegnamento: Informatica Avanzata


Fisica Magistrale

Codifica: 27002051 SSD (Settore scientifico disciplinare): INF/01

Docente Responsabile: DI GREGORIO Salvatore









Anno di Corso: 1

Propedeuticità:

Organizzazione della didattica (lezioni, esercitazioni, laboratorio, ecc.): Lezioni + laboratorio



Metodi di valutazione (prova scritta, orale, ecc): prova orale con valutazione elaborato


L‟obiettivo formativo principale del corso è quello di fare acquisire allo studente una significativa

mentalità algoritmica, di cui potersi avvalere nel corso degli studi, e dotarlo di una base conoscitiva

di un qualche linguaggio generale di programmazione per lo sviluppo di programmi non banali a

livello di programmazione strutturata.

Programma/Contenuti: 1) Calcolo proposizionale. Sistemi di rappresentazione numerica e

simbolica negli elaboratori e modalità delle operazioni base. Concetto di proposizione logica,

connettivi proposizionali, tavole di verità, teoremi fondamentali, forme disgiuntive normali.

2) Principali caratteristiche del linguaggio di programmazione C++.

• Nozioni introduttive: Struttura di un programma. La funzione main. Librerie. Operazioni di

ingresso/uscita. Concetto di variabile. Inizializzazione e assegnamento. Costanti.

• Tipi Primitivi: Tipi interi, tipi reali, tipo char, tipo bool. Espressioni aritmetiche e booleane.

Priorita' degli operatori. Conversioni di tipo e operazioni di cast.

• Strutture di Controllo: Istruzioni semplici e composte, definizione di blocco di istruzioni,

visibilita' delle variabili. Istruzioni condizionali: IF-ELSE e SWITCH. Istruzioni di iterazione

WHILE, DO-WHILE e FOR. L‟istruzione BREAK e GOTO. Operatore “virgola” ed

operatore condizionale triadico

• Funzioni:. Dichiarazione di funzione. Parametri formali e valore di ritorno. Passaggio per valore e

passaggio per riferimento. Concetto di ricorsione. Funzioni ricorsive. Principi di buona

programmazione.

• Tipi strutturati: Array multidimensionali Caratteri e stringhe. Tipo di dato “struct”. Alcuni

algoritmi notevoli.

• Puntatori e semplici strutture di dati: Dichiarazione di puntatore, inizializzazione, manipolazione

e passaggio come parametri a funzioni. Cenni a semplici strutture di dati e algoritmi di gestione:

pile, code e alberi.






Bibliografia:

Insegnamento: Inglese II


Fisica Magistrale

Codifica: 27002279 SSD (Settore scientifico disciplinare): L-LIN/12

Docente Responsabile: TING Teresa


INTERNÒ Anna




Ore di Laboratorio:




Anno di Corso: 1

Propedeuticità:

Organizzazione della didattica (lezioni, esercitazioni, laboratorio, ecc.): Lezioni











Bibliografia:

Insegnamento: Interazione Radiazione Materia


Fisica Magistrale


Docente Responsabile: AGOSTINO Raffaele G.


Orario di ricevimento: Lunedì ore 16.30 Studio cubo 33c IV piano







Anno di corso: 1

Propedeuticità:

Organizzazione della didattica (lezioni, esercitazioni, laboratorio, ecc.): Lezioni e laboratorio


Modalità di erogazione (tradizionale, a distanza, mista): tradizionale

Metodi di valutazione (Prova scritta, orale, ecc): Orale

Risultati di apprendimento attesi: Approccio semiquantistico all‟interazione radiazione materia

per sistemi tipo.


1. Evoluzione dei sistemi quantistici

1.1. Probabilità di transizione

1.2. Transizione fra livelli discreti

1.2.1. Presentazione del problema

1.2.2. Esempi

1.2.3. Sviluppo della funzione d‟onda in serie perturbativa

1.2.4. Calcolo al primo ordine

1.2.5. Calcolo al secondo ordine

1.2.6. Confronto con la soluzione esatta nel caso di un sistema a due livelli (Oscillazioni di Rabi)

1.3. Caso di un livello discreto accoppiato ad un livello del continuo

1.3.1. Presentazione del problema ed un esempio: l‟auto-ionizzazione dell‟atomo di elio

1.3.2. Livello discreto accoppiato ad un quasi-continuo. Modello semplificato.

1.3.3. Evoluzione del sistema

1.3.4. Stato finale del processo. Larghezza di un livello instabile

1.3.5. Regola d‟oro di Fermi

1.3.6. Caso di una perturbazione sinusoidale

2. Atomi interagenti con onde e.m.

2.1. Introduzione ai processi di interazione atomo-campo e.m.

2.1.1. Assorbimento

2.1.2. Emissione stimolata

2.1.3. Emissione spontanea

2.1.4. Diffusione elastica

2.1.5. Processi non lineari

2.2. Hamiltoniana di interazione

2.2.1. Elettrodinamica classica: equazioni di Maxwell-Lorentz

2.2.2. Hamiltoniana di una particella carica in un campo e.m. classico esterno

2.2.3. Hamiltoniana d‟interazione nel calibro di Coulomb

2.2.4. Hamiltoniana di dipolo elettrico

2.2.5. Hamiltoniana di dipolo magnetico

2.3. Transizioni fra due livelli atomici

2.3.1. Probabilità di transizione al primo ordine nella teoria delle perturbazioni

2.3.2. Oscillazioni di Rabi

2.3.3. Transizioni a molti fotoni

2.3.4. Light-shift

2.4. Assorbimento fra due livelli con tempo di vita finito

2.4.1. Presentazione del modello utilizzato

2.4.2. Popolazione eccitata

2.4.3. Suscettibilità dielettrica

2.4.4. Propagazione di un‟onda e.m.: assorbimento e dispersione

2.4.5. Caso di un sistema chiuso a due livelli

2.5. Effetto fotoelettrico

2.5.1. Formalismo dell‟Interazione di Configurazioni

2.5.1.1. Stati atomici a molti elettroni

2.5.1.2. Transizioni discreto-discreto

2.5.1.3. Transizioni discreto-continuo

2.5.1.4 Autoionizzazione






Bibliografia:

A. Aspect, C. Fabre, G. Grynberg, Optique quantique 1: Laser, Edition 2005

B. Cohen-Tannoudji - Quantum Mechanics. Vol I

Insegnamento: Introduzione alla fisica teorica


Fisica Magistrale


Docente Responsabile: FIORE Roberto









Anno di Corso: 1

Propedeuticità:

Organizzazione della didattica (lezioni, esercitazioni, laboratorio, ecc.): Lezioni + esercitazioni



Metodi di valutazione (prova scritta, orale, ecc): Orale



I - ELEMENTI DI TEORIA DELL‟URTO IN MECCANICA QUANTISTICA

Introduzione. Sezione d‟urto di diffusione.

Potenziali centrali. Sviluppi in onde parziali.

Formula della portata effettiva (effective range).

Diffusione da parte di una sfera impenetrabile e di una buca sferica.

Risonanze e formula di Breit-Vigner.

Approssimazione di Born.

II - TEORIA DELLA RELATIVITA` RISTRETTA

Introduzione alla relatività ristretta: relatività di Galileo ed invarianza delle leggi della meccanica

classica.

Esperimento di Michelson e Morley. Tentativi di spiegazione del suo esito negativo.

Trasformazioni di Lorentz.

Conseguenze della trasformazioni di Lorentz: dilatazione dei tempi e contrazione delle lunghezze.

Rappresentazione geometrica delle trasformazioni di Lorentz. Spazio di Minkowski. Dilatazione

dei tempi e contrazione delle lunghezze nello spazio di Minkowski. Tempo proprio.

Addizione delle velocità.

La più generale trasformazione di Lorentz.

Quadrivettori. Prodotto scalare tra quadrivettori. Quadrivettori di tipo tempo, spazio e luce.

Intervallo proprio tra due eventi. Causalità.

Quadrivettori velocità, accelerazione e gradiente.

Meccanica relativistica: equazione del moto, energia relativistica, massa a riposo. Quadrivettore

energia-impulso.

Inerzia dell‟energia. Urti relativistici.

Formulazione Lagrangiana della meccanica relativistica. Formulazione Lagrangiana covariante.

Cenni sulla formulazione covariante dell'elettrodinamica classica.

III - COMPLEMENTI DI ELETTRODINAMICA CLASSICA E INTRODUZIONE

ALL'ELETTRODINAMICA QUANTISTICA

Scattering della radiazione, reazione di radiazione, problema della massa elettromagnetica.

Radiazione di corpo nero e teoria di Einstein dell‟emissione e dell‟assorbimento, concetto di

fotone. Invarianza di gauge in meccanica quantistica.

Fase di Berry ed effetto Aharonov-Bohm.

Interazione radiazione-materia: trattazione semiclassica e quantistica dell‟interazione atomo-campo

in cavità.






Bibliografia:

Insegnamento: LABORATORIO DI FISICA DELLA MATERIA


Fisica Magistrale


Docente Responsabile: CAZZANELLI Enzo


Orario di ricevimento: mercoledì ore 17-19







Anno di corso: 1

Propedeuticità: Esami di laboratorio precedenti

Organizzazione della didattica (lezioni, esercitazioni, laboratorio, ecc.): lezioni + laboratorio


Modalità di erogazione (tradizionale, a distanza, mista): tradizionale

Metodi di valutazione (Prova scritta, orale, ecc): discussione di una tesina + orale

Risultati di apprendimento attesi: conoscenza dei principali metodi per la crescita di materiali,

solidi e film sottili, e principali tecniche di caratterizzazione, metodi di misura delle principali

caratteristiche della radiazione e.m. (sensori, polarizzatori, interferometri, spettrometri)


Introduzione alle indagini sulla materia: microscopie, spettroscopie, diffrazione.

Misure delle proprietà di trasporto. Tecniche calorimetriche: DTA, DSC e TGA .Tipi di misure più

comuni ai vari stati di aggregazione: plasmi, gas, liquidi, solidi (amorfi, vetri e cristalli). Fasci

molecolari. Cenni alle tecniche TOF. Tecniche Crescita dei cristalli: da fuso,Bridgman e

Czocharlski; Da soluzione: a gradiente di concentrazione e di temperatura . Crescita da fase

vapore. Metodi di controllo della temperatura. Forni e criostati. Equilibrio tra riscaldamento

(elettrico) e raffreddamento (flusso di fluido refrigerante). Metodi di crescita dei film:

evaporazione, sputtering ( DC e RF), laser ablation, MBE, CVD etc. Metodi sol-gel, dip-coating e

spin coating. Esempi di caratterizzazione di film. Materiali compositi e porosi.

Sorgenti di radiazione, onde piane monocromatiche, luce naturale da sorgenti a incandescenza,

corpo nero. Risposta fotopica dell‟occhio. Unità radiometriche , fotometriche e del flusso di fotoni.

Caratteristiche dei sensori. Responsività, Range dinamico e range spettrale. Linearità e tempi di

risposta. Tipi di noise. Noise equivalent power . Dettetività. Tecniche di modulazione, lock-in.

Principali tipi di sensori termici: termocoppie, termopile, termoresistenze, bolometri e piroelettrici.

Sensori fotonici, efficienza quantica. Funzionamento del fotomoltiplicatore. Scintillatore,

Detectors fotoconduttivi a semiconduttore, basati su gap intrinseca e su livelli di impurezze

(estrinseci) per misure in FIR. Fotodiodi: modalità fotovoltaica e fotoconduttiva.: Array di diodi e

ccd Polarizzazione della luce: naturale, lineare e circolare. Dispositivi

polarizzatori: cristalli dicroici e dispositivi a griglia. Polaroid. Formule di Fresnel per la

riflessione. Onda s e onda p. Angolo di Brewster. Materiali birifrangenti biassiali e uniassiali.

Analisi delle velocità di fase nei vari piani e direzioni. Ellissoide degli indici. Raggio ordinario e

straordinario e loro polarizzazione. Polarizzatori

(Nicol, Glan Focault, Glan Thomson) basati sui materiali birifrangenti. Beamsplitter polarizzatore

(Wollaston). Ritardatori. Lamine a mezz‟onda e quarto d‟onda. Compensatore di Babinet. Analisi

dei materiali birifrangenti con microscopio polarizzatore.

Effetti di birifrangenza indotta da campoelettrico e da stress uniassiale. Celle di Kerr e di Pockel.

Modulatori elettroottici ed elastoottici. Birifrangenza indotta in celle di cristalli liquidi.

Rotazione della polarizzazione dovuta a chiralità in molecole e cristalli. Esempi di rotazione

specifica di vari materiali. Attività ottica indotta magneticamente. Effetto Faraday. Costante di

Verdet. Applicazione a modulatori magnetoottici.

Non-linearità ottiche di I e II ordine. Effetti risultanti: modi somma e differenza, seconde e terze

armoniche, termini di rettificazione. Esempi di materiali tipicamente usati. Problema del phase-

matching e soluzione con materiali birifrangenti. Applicazioni ai duplicatori di frequenza.

Coerenza della radiazione. Differenza di cammino ottico. Coerenza temporale e sua misura con

interferometro Michelson.Pattern interferometrici per righe strette, doppietti, righe larghe etc..

Interferenza da film sottili: lamina piana, cuneo. Interferenza da cavità di aria tra due lamine;

Misura spessore cavità. Cenni all‟interferometro Fabry-Perot.

Coerenza spaziale e temporale. Esperimenti con fenditure. Coerenza spaziale da sorgenti estese in

funzione della distanza. Accorgimenti per ottenere la massima coerenza spaziale. Caso di una

fenditura: approssimazione di ottica geometrica, di Fresnel e di Fraunhofer. Frange per una

fenditura, in approssimazione di Fraunhofer. Fenditure circolari, disco di Airy,. Risoluzione

angolare e lineare. Lenti e sistemi ottici come fenditure. Limite di risoluzione dell‟ottica visibile.

Criterio di risoluzione di Rayleigh. Calcolo della risoluzione spaziale per l‟occhio umano.

Caso delle due fenditure, in approssimazione di Fraunhofer. Fenditure multiple. Calcolo delle

frange prodotte. Massimi principali e secondari. Legge della diffrazione. Ordini di diffrazione.

Equivalenza con ogni modulazione periodica delle costanti ottiche, reticoli di fase. Reticoli in

trasmissione e in riflessione. Risoluzione angolare delle righe in funzione del numero delle righe.

Dispersione spettrale e dispersione angolare, relazioni con gli ordini di diffrazione e la densità di

righe del reticolo. Potere risolvente di un reticolo. Monocromatori. Strumenti monocanale e

multicanale. Matching dei sistemi ottici. Creazione di reticoli tramite interferenza di laser pompa.

Riflessione da film. Specchi di Bragg. Cenni ai cristalli come

reticoli per raggi X. Allargamento dei picchi di diffrazione nei nanocristalli. Fattore di Debye -

Waller come perdita di definizione del reticolo cristallino.

Le eventuali attività di supporto alla didattica (tipi e orari):visite a vari laboratori attivi nel

dipartimento.


http://www.smfn.unical.it/news.php?nargid=38



Bibliografia: le lezioni sono condensate su presentazioni Power Point, cedute su richiesta agli

studenti, contenenti molto materiale informativo, anche fornito dalle ditte costruttrici di strumenti.

Come ausilio si consiglia la lettura dei seguenti testi o parti di testo:

Methods of Experimental Physics, vol. 26, cap. 6(Detectors)

Dichtburn, “Light”.

E. Hecht, Ottica

G.S. Landsberg, Ottica I-II

http://www.smfn.unical.it/news.php?nargid=38


G.C. Baldwin, “An introduction to nonlinear optics”

C. Kittel, “Introduzione alla fisica dello stato solido”, cap. 1-2 (diffrazione da raggi X)

Insegnamento: Laboratorio di Fisica nucleare e subnucleare


Fisica Magistrale


Docente Responsabile: SCHIOPPA Marco









Anno di Corso: 1

Propedeuticità:

Organizzazione della didattica (lezioni, esercitazioni, laboratorio, ecc.): Lezioni ed

esercitazioni in Aula




Descrizione verifica profitto: Principi e metodi di misura di energia, quantità di moto,

tempo e posizione nelle interazioni delle particelle elementari.


1. Programma/Contenuti: Introduzione al corso: le grandezze fisiche misurate negli

esperimenti di fisica subnucleare.

2. Cenni storici: le camere a bolle e a spark.

3. Perdita di energia di particelle cariche. La formula di Bethe-Block. Range di particelle

cariche pesanti, straggling. Uso delle tabelle per calcolare la perdita di energia specifica di

particelle cariche pesanti in sandwich di materiali diversi. Definizione di mip.

4. Radiazione Cerenkov e radiazione di transizione. Identificazione di particelle.

5. Diffusione Colombiana multipla. Perdita di energia in urti singoli, distribuzione di Landau.

6. Perdita di energia per radiazione di frenamento, lunghezza di radiazione, spettro della

radiazione.

7. Interazioni fotoni-materia, coefficiente di assorbimento, effetto fotoelettrico, effetto

Compton, produzione di coppie, sciami elettro-fotonici.

8. Rivelatori di particelle: caratteristiche generali.

9. Scintillazione nei materiali inorganici ed organici. Guide di luce. Fotomoltiplicatori.

10. Formazione del segnale in un contatore a scintillazione.

11. Perdita di energia in un gas, diffusione degli elettroni e degli ioni. Scambio carica.

12. Velocità di deriva, coefficiente di diffusione, risoluzione spaziale, moltiplicazione a

valanga.

13. Effetto Ramsauer, coefficiente di Townsend. La formula di Diethorn per il calcolo del

guadagno.

14. Geometria piana e cilindrica.

15. Le camere MWPC. Le camere a deriva piane e cilindriche. TPC. Regime streamer limitato.

RPC. Regione Geiger-Muller.

16. Perdita di energia in un semiconduttore. Principio di funzionamento dei rivelatori a

semiconduttore.

17. Calorimetri elettromagnetici ed adronici. Calorimetri omogenei e a campionamento, digitali

e analogici. Misura dell'energia. Risoluzione in energia. Granularità. Contenimento.

18. Spettrometri per la misura dell'impulso delle particelle cariche.

19. Struttura generale di un esperimento moderno di fisica delle alte energie.






Bibliografia:

Insegnamento: Legame Chimico e Strutture


Fisica Magistrale

Codifica: 27002076 SSD (Settore scientifico disciplinare): CHIM/03

Docente Responsabile: ZANCHINI Claudia


Orario di ricevimento: 6 ore settimanali (orario da stabilire quando noto l‟orario delle

lezioni e degli altri impegni didattici di docente ed allievi).







Anno di Corso: 1

Propedeuticità:

Organizzazione della didattica (lezioni, esercitazioni, laboratorio, ecc.): Lezioni ed

esercitazioni



Metodi di valutazione (prova scritta, orale, ecc): La prova di accertamento prevede la sola prova

scritta.


Ragionevole capacità di riconoscimento di composti chimici e del legame chimico in essi

presente, comprensione delle problematiche relative alla dinamicità dell‟equilibrio chimico

ed adeguata acquisizione delle capacità di soluzione di problemi inerenti l‟analisi di

equilibri chimici in fase gassosa ed in soluzione.


Unità, misure ed equazioni: Elementi, composti, miscele. Massa atomica e molecolare.

Nomenclatura. Composizione percentuale e formula. Masse atomiche relative.

Composizione elementare e formule empiriche. Bilanciamento di reazioni. Concetto di

mole. Massa e quantità molari. Equazioni chimiche. Resa percentuale.

Breve cenno ai modelli per la descrizione del legame chimico: Tabella periodica:

configurazione elettronica degli elementi e relazione con la struttura atomica, numeri quantici e

Aufbau. Proprietà periodiche e configurazione. Legame covalente. Legame

ionico. Forze intermolecolari. Legame a ponte d‟idrogeno. Proprietà dei liquidi. Proprietà

dei solidi. Solidi cristallini.

Reazioni di ossido-riduzione: Numero di ossidazione. Concetto di semireazione.

Bilanciamento delle reazioni.

L'equilibrio chimico: Equilibrio e costanti di equilibrio. Equilibri omogenei ed eterogenei.

Fattori che influenzano l'equilibrio. Il principio di Le Chatelier: effetto delle variazioni

della quantità di sostanza e della temperatura.

Equilibri in soluzione acquosa: Concentrazione delle soluzioni. Diluizione e mescolamento

delle soluzioni, percentuale in massa. Acidi e basi di Brønsted-Lowry. La scala del pH. Il

pH di acidi e basi forti, acidi e basi deboli. Il pH delle soluzioni saline. Le titolazioni. Le

soluzioni tampone. Equilibri di solubilità.


Tutoraggio





Bibliografia:

•D.F. Shriver, P. W. Atkins, C. H. Langford

Inorganic Chemistry,

Oxford University Press, 1990

•Ivano Bertini, Claudio Luchinat, Fabrizio Mani

CHIMICA

CEA (Casa editrice Ambrosiana), 2004

ISBN: 8840812857 ISBN-13: 9788840812854

•Claudia Zanchini

Equilibri chimici in soluzione acquosa

I Edizione 2008 Aracne Editrice S.r.l. ISBN 978–88 – 548-1677-0

•Ivano Bertini, Fabrizio Mani

Stechiometria

IV Edizione 1998 CEA Ed. (Casa Editrice Ambrosiana) ISBN: 8840809309

Per consultazione:

•Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry, II ed.,

Blackwell Science Ltd. 25 John Street, London, WCIN 2BL 1993 noto come IUPAC Green

Book, disponibile sul sito

http:// www.iupac.org/publications/books/gbook/green_book_2ed.pdf,

(la traduzione in italiano, ad opera di Silvio Gori, disponibile sul sito www.minerva.

unito.it/Chimica&Industria/IUPACHTML/ManualeIUPAC0.htm). presenta alcuni refusi. Sul

sito IUPAC è disponibile la versione preparatoria della III Edizione.

•B. Peter Block, Warren H Powell, W. Conard Fernelius

Inorganic chemical nomenclature: principles and practice

Washington : ACS Professional Reference Book, 1990 ISBN: 0841216983 Classificazione

LC: QD149.B59

Sono disponibili in formato .pdf “Appunti” schematici preparati dalla docente. Questi

appunti, distribuiti gratuitamente, non possono sostituire i libri di testo, ma intendono

essere semplicemente un sussidio didattico per consentire agli studenti di seguire più

facilmente, fin dall’inizio delle lezioni, gli argomenti discussi in aula.

Insegnamento: Matematica Avanzata per la Fisica


Fisica Magistrale

Codifica: 27002070 SSD (Settore scientifico disciplinare): MAT/07

Docente Responsabile: NISTICÒ Giuseppe


Orario di ricevimento: venerdì, 8:30-10:30







Anno di Corso: 1

Propedeuticità: analisi matematia 1 e 2

Organizzazione della didattica (lezioni, esercitazioni, laboratorio, ecc.): lezioni + Esercitazioni



Metodi di valutazione (prova scritta, orale, ecc): problemi e temi; prova orale:discussione della

prova scritta


Comprensione dei concetti sviluppati nel corso, delle possibilità e dei limiti

della conseguente teoria. Applicazione corretta del formalismo sviluppato in

relazione a problemi di diretta solvibilità. Capacità di elaborazione autonoma

per problemi non direttamente risolubili.


1. TEORIA DELLE DISTRIBUZIONI.

Distribuzioni di Schwartz. Derivate di distribuzioni.

Funzioni a rapida decrescita. Distribuzioni temperate.

Prodotto tra distribuzioni. Distribuzioni a supporto compatto.

Trasformate di Fourier di distribuzioni.

2. RELAZIONI DI DISPERSIONE.

Sistemi dinamici lineari. Invarianza traslazionale. Causalità. Funzione

di Green, proprietà. L‟oscillatore armonico smorzato come sistema causale.

Analiticità della trasformata della funzione di Green. Interpretazione euristica

della funzione di Green. Relazioni di dispersione Plemelj.

Relazioni di dispersione con un sottrattore. Determinazione della funzione di Green.

3. TEORIA GENERALE DEI GRUPPI.

Nozione generale di gruppo. Sottogruppi. Gruppi finiti.

Permutazioni. Teorema di Cayley. Teorema di Lagrange, gruppo fattore.

Rappresentazioni lineari, rappresentazioni equivalenti.

Riducibilità di rappresentazioni; lemmi di Schur.

4. GRUPPI DI LIE.

Gruppi topologici. Connessione. Operatore esponenziale, proprietà.

Il gruppo SU(2).

Sistemi di coordinate di un gruppo topologico. Gruppi di Lie.

Costanti di struttura. Algebra di Lie di un gruppo di Lie.

Gruppi di Lie Lineari. Algebre di Lie di Gruppi Lineari. Le Algebra di Lie SU(2) e SO(3).

Implicazioni sui gruppi dell‟isomorfia tra algebre di Lie. Il caso di SU(2) e SO(3).

5. GRUPPI DI SIMMETRIA QUANTISTICA.

Trasformazioni di Wigner. Teorema di Wigner. Simmetrie quantistiche e

trasformazioni di Wigner. Simmetrie quantistiche e rappresentazioni proiettive.

Il formalismo di Von Neumann della meccanica quantistica.

Commutatori tra generatori hermitiani di simmetrie quantistiche.

Commutatori tra i generatori del gruppo di Galileo.

Identificazione dell‟osservabile posizione. Identificazione delle osservabili

rilevanti per una particella libera.






Bibliografia:

1. H.M. Nussenzveig, "Causality and dispersion relations", Academic Press

2. Hamermesh, "Group Theory and its applications to physical problems", Addison Wesley

3. L.E. Ballentine, "Quantum Mechanics - A modern development", World Scientific,2001

4. Dispense fornite dal docente disponibili on-line:

http://www.mat.unical.it/~nistico/dispense/TQ2.pdf

Insegnamento: Meccanica Quantistica II


Fisica Magistrale




PAPA Alessandro








Anno di Corso: 1

Propedeuticità:





Risultati di apprendimento attesi: Completamento della conoscenza della Meccanica quantistica


Meccanica Quantistica Relativistica.

Equazione di Klein-Gordon.

Equazione di Dirac per una particella libera: introduzione.

Equazione di Dirac nel formalismo covariante.

Soluzioni dell‟equazione di Dirac per la particella libera.

Proprietà di normalizzazione e di ortogonalità delle soluzioni.

Soluzioni ad energia negativa e mare di Dirac.

Equazione di Dirac per particelle libere di massa nulla.

Teoria delle perturbazioni indipendenti dal tempo.

Caso di spettro non degenere.

Caso di spettro degenere.

Rimozione della degenerazione al primo livello perturbativo.

Cenni sulla rimozione della degenerazione a livelli successivi al primo-

Teoria delle perturbazioni dipendenti dal tempo.

Meccanica quantistica nella descrizione di interazione.

Probabilità di un autostato della hamiltoniaia imperturbata al tempo t.

Serie di Dyson e probabilità di transizione.

Perturbazione costante e Regola d’oro di Fermi.

Perturbazione armonica.

Particelle identiche, bosoni e fermioni.

Atomo di elio.

Operatori tensoriali.

Operatori tensoriali cartesiani ed operatori tensoriali irriducibili-

Operatori tensoriali sferici e loro proprietà.

Regola di selezione m.

Teorema di Wigner-Eckart.

Teorema della proiezione.






Bibliografia:

Insegnamento: Metodi Fisici per la biomedicina (Parte A e parte B)


Fisica Magistrale


Docente Responsabile: BARTUCCI Rosa


SANTANIELLO Anna e GUZZI Rita

Orario di ricevimento: alla formulazione dell‟orario del II semestre







Anno di Corso: 1

Propedeuticità:


+ laboratorio



Metodi di valutazione (prova scritta, orale, ecc): discussione tesina e orale

Risultati di apprendimento attesi: Conoscenza delle grandezze fisiche specialistiche, e delle

principali problematiche fisiche e metodologie di misura, correnti e di sviluppo, nel settore

biomedicale.


Parte A

Principi fisici, strumentazione e applicazioni di tecniche di indagine d‟uso corrente in terapia e

diagnostica biomedica.

Imaging molecolare magnetico e ottico.

Materiali biomimetici in drug-delivery.

Parte B

Principi di dosimetria della radiazione ionizzante e non ionizzante. Principali materiali e metodi

dosimetrici clinici e sanitari, con alcune applicazioni innovative. Tipi di terapia con la radiazione.

La valutazione del rischio da radiazione.






Bibliografia:

Insegnamento: Quantizzazione dei Campi e Statistiche Quantiche


Fisica Magistrale


Docente Responsabile: ROSSI Marco

Eventuali altri docenti coinvolti: SINDONA Antonello

Orario di ricevimento: Martedi 14.30-16.30 Mercoledi 14.30-16-30







Anno di corso: 1

Propedeuticità:

I contenuti dei corsi seguenti sono propedeutici al corso in oggetto:

1) Elettromagnetismo e laboratorio

2) Fenomeni ondulatori e laboratorio

3) Meccanica superiore

4) Meccanica quantistica 1

Organizzazione della didattica (lezioni, esercitazioni, laboratorio, ecc.): Lezioni + Esercitazioni


Modalità di erogazione (tradizionale, a distanza, mista): Tradizionale

Metodi di valutazione Seminario e prova orale

Risultati di apprendimento attesi: Familiarità con la teoria quantistica di sistemi di molte

particelle e del campo elettromagnetico e con la meccanica statistica quantistica.


1. Richiami di meccanica quantistica:

a) oscillatore armonico, oscillatori accoppiati

b) calore specifico dei solidi cristallini e fononi

c) modello di Heisenberg e onde di spin

2. Teoria quantistica della radiazione:

a) quantizzazione del campo elettromagnetico

b) processi di emissione, assorbimento e scattering

c) Lamb shift

d) Effetto Casimir

3. Seconda quantizzazione del campo di materia

a) quantizzazione canonica del campo di Schroedinger

b) bosoni e fermioni liberi

c) potenziali e diagrammi di Feynman

4. Meccanica statistica quantistica

a) matrice densità

b) teoria quantistica degli ensembles

c) entropia di Von Neumann

d) gas di fermioni e bosoni liberi

Le eventuali attività di supporto alla didattica (tipi e orari): Nessuna





Bibliografia:

1) J.J. Sakurai, „Meccanica quantistica moderna‟, ed. Zanichelli

2) R. Feynman, „Statistical Mechanics‟, ed. Addison Wesley

3) C. Cohen Tannoudji et al. „Photons and atoms‟, ed. Addison Wesley

4) W. Greiner, „Quantum mechanics, special chapters‟, ed. Springer

5) R.K.Pathria, „Statistical mechanics‟, ed. Elsevier

6) M. Kardar, „Statistical physics of particles‟, ed. Cambridge

Insegnamento: STRUTTURA DELLA MATERIA


Fisica Magistrale


Docente Responsabile: PIPERNO Francesco


Orario di ricevimento: Giovedì ore 15:00







Anno di Corso: 1

Propedeuticità:


Esercitazioni



Metodi di valutazione (prova scritta, orale, ecc): Una prova d‟accertamento a metà corso, prova

finale scritta ed orale.


Familiarità con la descrizione della materia in termini d‟azione caratteristica; capacità di usare

l‟azione,questa grandezza che unifica la Fisica, in termini euristici


Breve storia del concetto d‟azione. L‟equazione di H-J ricostruisce la fisica newtoniana come

azione caratteristica. L‟equazione di Schrodinger ed il potenziale quantistico. Il principio

d‟indeterminazione e l‟effetto Tunnel. Sistemi ad un quantone: l‟atomo ed il nucleo dell‟idrogeno.

Atomi complessi.Molecole semplici. Sistemi a più guantoni:fermioni e bosoni. Metalli,pianeti e

nane bianche. Stelle instabili. Fluidi bosonici e condensazione bosonica. Superconduttori. Il nuovo

dualismo tra bosoni e fermioni raffrntato con l‟antico tra onda e particella.


osservazione ad occhio nudo del cielo stellato,ogni mercoledì al tramonto





Bibliografia:

1) Dispense tratte dalle lezioni reperibili in rete sul sito del Dipartimento di Fisica;2) Feynman et

al. :Lectures on Physics,vol.3, Ma:Addison-Wesley; Landau et al. : Quantum Mechanics, Oxford:

Pergamon Press; Lévy-Leblond et al.: Quantics. Rudiments of Quantum Physics,

Amsterdam:North-Holland.

Insegnamento: Teoria dei campi (Parte A e Parte B)


Fisica Magistrale



Eventuali altri docenti coinvolti: PAPA Alessandro

Orario di ricevimento: secondo appuntamento concordato con gli studenti







Anno di Corso: 1

Propedeuticità:


Esercitazioni





conoscenza della teoria, come da contenuti del programma svolto, in vista della descrizione dei

fenomeni della Fisica delle Particelle Elementari


Teoria dei campi liberi relativistici, classica e quantistica – Campo scalare reale – Campo scalare

complesso – Campo elettromagnetico – campo di Dirac – Propagatori – Sezione d‟urto –

Elettrodinamica quantistica – Regole di Feynman – Correzioni radiative in Elettrodinamica

quantistica – costante di accoppiamento “running” – Momento magnetico anomalo dell‟elettrone






Bibliografia:

stituisce un’attività di base o caratterizzante: Lingua d ... · 3) John MarShall – R. Alan...

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