Guida degli insegnamenti
Syllabus
Partially translatedTradotto parzialmente
Paolo MENGUCCI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea Magistrale - [IM12] INGEGNERIA INFORMATICA E DELL'AUTOMAZIONE Master Degree (2 years) - [IM12] COMPUTER AND AUTOMATION ENGINEERING
Dipartimento: [040040] Dipartimento Ingegneria dell'InformazioneDepartment: [040040] Dipartimento Ingegneria dell'Informazione
Anno di corsoDegree programme year : 1 - Secondo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2021-2022
Anno regolamentoAnno regolamento: 2021-2022
Crediti: 9
Ore di lezioneTeaching hours: 72
TipologiaType: D - A scelta dello studente
Settore disciplinareAcademic discipline: FIS/01 - FISICA SPERIMENTALE
ITALIANO
Italian
Concetti di base di meccanica dei corpi rigidi, termodinamica, elettromagnetismo nella materia, onde elettromagnetiche.
Basic concepts of mechanics of rigid bodies, thermodynamics, electromagnetism in the matter, electromagnetic waves.
Lezioni di teoria con esempi, 72 ore.
Theory lectures with examples, 72 hours.
L’insegnamento permette agli studenti di acquisire conoscenze di base sulla relatività ristretta, la fisica quantistica e la struttura della materia con particolare attenzione ad applicazioni in campo ingegneristico. Tali argomenti, integrati con le nozioni acquisite negli insegnamenti di fisica, costituiscono la base delle conoscenze necessarie alle moderne applicazioni della fisica all’ingegneria.
Capacità di applicare conoscenze e comprensione.
Al fine di applicare le conoscenze acquisite ai diversi settori di interesse dell’ingegneria, lo studente dovrà saper interpretare correttamente le cause della fenomenologia alla base di diverse applicazioni tecnologiche già analizzate in altri corsi e che sono comunemente affrontati nella pratica ingegneristica.
Competenze trasversali.
Il contenuto del corso contribuisce a migliorare la capacità d’interazione all’interno di gruppi multidisciplinari, poiché le conoscenze acquisite costituiscono la base comune fondante a diverse discipline.
Knowledge and Understanding.
The course allows acquiring basic knowledge on special relativity, quantum physics and structure of matter with particular attention to applications in the field of engineering. These topics, integrated with those acquired in the general physics courses, are the basic knowledge to understand modern applications of physics to engineering.
Capacity to apply Knowledge and Understanding.
In order to apply the acquired knowledge in the various fields of engineering, the student is required to correctly interpret the causes underlying the phenomenology which occurs in those technological applications already analyzed in other courses and commonly dealt with in engineering practice.
Transversal Skills.
The contents of the course contribute to improving the ability of interaction in the framework of multidisciplinary groups since the acquired knowledge constitutes the unifying basis common to different disciplines.
Teoria della relatività ristretta. Natura corpuscolare della radiazione: corpo nero, effetto fotoelettrico, effetto Compton. Tecniche di raggi X di analisi dei materiali. Natura ondulatoria della materia: principio di De Broglie, principio d’indeterminazione, dualismo onda-corpuscolo. Tecniche elettroniche di analisi dei materiali. Modelli atomici: modello di Thomson, modello di Bohr. Equazione di Schroedinger. Quantizzazione dell’energia. Atomo d'idrogeno. Numeri quantici. Orbitali atomici. Atomi a molti elettroni. Spin dell’elettrone. Tavola periodica degli elementi. Statistiche quantiche. Entanglement quantistico. Cenno ad alcune applicazioni: calore specifico dei solidi, laser, gas di fotoni, potenziale di contatto, emissione termoionica. Struttura elettronica dei solidi. Modello a bande. Metalli, semiconduttori e isolanti. Giunzione p-n.
The special theory of relativity. Particlelike properties of radiation: black body, photoelectric effect, Compton effect. X-ray beam techniques for materials characterization. Wavelike properties of particles: De Broglie postulate, uncertainty principle, wave-particle duality. Electron beam techniques for materials characterization. Atom models: Thomson and Bohr models. Schroedinger equation. Energy quantization. The hydrogen atom. Quantum numbers. Atomic orbitals. Multielectron atoms. Electron spin. Periodic tables of the elements. Quantum statistics. Quantum entanglement. Applications: specific heat of solids, laser, photon gas, contact potential, thermionic emission. Electronic structure of solids. Band theory of solids. Metals, semiconductors and insulators. The p-n junction.
La valutazione avviene mediante prova orale. Nella prova orale lo studente deve esporre i concetti fondamentali della disciplina avvalendosi anche degli esempi svolti a lezione.
Criteri di valutazione dell'apprendimento.
Nella prova d’esame lo studente deve dimostrare di avere acquisito la necessaria autonomia per poter analizzare e risolvere problemi inerenti la relatività ristretta, la fisica quantistica e la struttura della materia utilizzando in modo corretto i concetti fondamentali, le metodologie e gli strumenti presentati a lezione. Viene valutata, inoltre, la capacità di applicare all'ingegneria le nozioni di fisica moderna apprese. La valutazione massima viene attribuita agli studenti che dimostrino completa padronanza delle metodologie, dei modelli e degli strumenti propri della relatività ristretta, della fisica quantistica e della struttura della materia. La votazione minima viene attribuita agli studenti che dimostrino una sufficiente conoscenza delle metodologie, dei modelli e degli strumenti propri della relatività ristretta, della fisica quantistica e della struttura della materia.
Criteri di misurazione dell'apprendimento.
I voti sono attribuiti in trentesimi, con eventuale lode.
Criteri di attribuzione del voto finale.
Affinché la valutazione sia positiva, lo studente deve conseguire un voto di almeno 18/30. La lode potrà essere attribuita agli studenti che raggiungono il voto massimo di 30/30, che espongono la materia con linguaggio scientifico appropriato e che dimostrano di saper applicare in modo autonomo le conoscenze acquisite anche ad ambiti ingegneristici diversi da quelli proposti a lezione, correlando gli argomenti del corso ad altre discipline dell’ingegneria.
Learning Evaluation Methods.
Learning evaluation is assessed through an oral test. In the oral exam, student is required to present fundamental concepts of the discipline, also using examples developed during lessons.
Learning Evaluation Criteria.
In the learning evaluation student is required to prove the knowledge and the grade of autonomy acquired to analyze and solve problems concerning special relativity, quantum physics and structure of matter by correctly using concepts, methodologies and tools presented in class. Furthermore, the ability to apply notions of modern physics to engineering is also evaluated. The maximum evaluation is given to students who demonstrate complete mastery of methodologies, models and tools of special relativity, quantum physics and structure of matter. The minimum mark is given to students who demonstrate sufficient knowledge of methodologies, models and tools of special relativity, quantum physics and structure of matter.
Learning Measurement Criteria.
Marks are expressed on a scale of 30/30, eventually with laud.
Final Mark Allocation Criteria.
For positive evaluation students must obtain at least 18/30. Laud can be given to students reaching the maximum grade of 30/30, capable of presenting the subject with an appropriate scientific language as well as of independently applying the acquired knowledge to engineering fields other than those proposed in class, demonstrating ability in correlating course topics to other engineering disciplines.
Libri di testo
1. R. Eisberg, R. Resnick, Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei and Particles, Wiley and Sons.
2. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Fondamenti di Fisica - Fisica Moderna, Casa Editrice Ambrosiana.
3. L. Colombo, Elementi di Struttura della Materia, Hoepli.
4. Materiale didattico integrativo e slide delle lezioni su LEARN (https://learn.univpm.it/)
Textbooks
1. R. Eisberg, R. Resnick, Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei and Particles, Wiley and Sons.
2. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Fondamenti di Fisica - Fisica Moderna, Casa Editrice Ambrosiana.
3. L. Colombo, Elementi di Struttura della Materia, Hoepli.
4. Additional material and slides of lessons in the LEARN website (https://learn.univpm.it/)
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento. Academic year 2021-2022
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