fisica dell`ambiente

March 20, 2018 | Author: Anonymous | Category: Scienza, Fisica
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FISICA DELL’AMBIENTE Corso di Laurea STAN – Anno Accademico 2014-2015 – 9 cfu Prof. Steno FERLUGA (Dipartimento di Fisica dell’Università di Trieste, Sezione Astronomia)

Introduzione. Concetto di Ambiente fra microcosmo e macrocosmo. Estensione planetaria dell'Ambiente "a 360°, da 0 a infinito". Ambiente e ambientalismo tra scienza e ideologia. Le scienze ambientali e la fisica, cenno storico. Richiamo di alcune nozioni basilari di geometria e trigonometria, angoli solidi. Il Sistema Internazionale delle unità di misura. Teoria degli errori (cenni) e cifre significative. Vettori, operazioni con vettori e componenti cartesiane. Operatori vettoriali differenziali: gradiente, divergenza, rotore, laplaciano.

Elettricità 1 – Campo elettrico. Fenomeni elettromagnetici in natura. Elettricità. Cariche elettriche. Isolanti e conduttori. Forza di Coulomb. Vettore campo elettrico. Densità di carica. Campi vettoriali e linee di flusso. Campo elettrico e campo gravitazionale. Flusso del campo elettrico. Legge di Gauss per il campo elettrico, applicazioni. Equilibrio elettrostatico dei conduttori. 2 – Potenziale e capacità. Energia potenziale elettrostatica. Potenziale elettrico. Potenziale per varie distribuzioni di carica. Campo elettrico come gradiente del potenziale. Potenziale dei conduttori. Capacità elettrica. Condensatore piano. Condensatori in serie e parallelo. 3 – Corrente, resistenza, circuiti. Corrente elettrica, densità di corrente. Legge di Ohm, resistenza elettrica. Resistenze in serie e parallelo. Superconduttori (cenno). Potenza elettrica. Effetto Joule. Energia elettrica per uso domestico. Circuiti in corrente continua, batterie. Leggi di Kirkhoff. Elettricità atmosferica, fulmini.

Magnetismo 4 – Campo magnetico. Magnetismo in natura. Polarità magnetiche. Campo magnetico. Forza di Lorentz. Carica in campo magnetico. Campo magnetico terrestre; aurore. Forza magnetica su un conduttore. Momento magnetico di una spira. Legge di Biot-Savart. Campo magnetico di un filo percorso da corrente. Forza magnetica fra conduttori. Definizione dell'ampere nel Sistema Internazionale. Legge di Ampère. Corrente di spostamento. Legge di Ampère-Maxwell. 5 – Magnetismo e induzione. Magnetismo atomico. Interpretazione microscopica del magnetismo della materia. Vettore magnetizzazione. Suscettività magnetica. Para-, Dia- e Ferro-magnetismo. Isteresi magnetica. Legge di Gauss per il magnetismo. Induzione elettromagnetica. Legge di Faraday-Lenz. Applicazioni tecnologiche (dinamo, motori, microfoni, registratori). Campo magnetico terrestre. Aurore.

Radiazioni 6 – Onde elettromagnetiche. Radiazioni nell’Ambiente. Equazioni di Maxwell in forma integrale e vettoriale. Equazione di d’Alembert per le onde. Risoluzione delle equazioni di Maxwell. Onde elettromagnetiche e vettore di Poynting. Energia della radiazione solare. Polarizzazione, riflessione e rifrazione delle onde elettromagnetiche. Dispersione della luce, diffusione, interferenza e diffrazione. Microscopia atomica, visualizzazione degli atomi mediante STM. 7 – Interazioni luce-materia. Radiazione termica di corpo nero, curva di Planck. Leggi di Wien e StefanBoltzmann. Fotoni e dualismo onda-corpuscolo. Emissione e assorbimento atomico, l’atomo come oscillatore (cenno), righe spettrali e bande molecolari. Proprietà ottiche delle sostanze, lampade a incandescenza e fluorescenza, temperatura di colore. 8 – Spettro elettromagnetico. Onde radio e telecomunicazioni, microonde, radiazione infrarossa. Luce visibile e colori, l’occhio umano e la visione, percezione dei colori. Raggi ultravioletti, raggi X e γ. Effetto fotoelettrico e radiazioni ionizzanti. Inquinamento elettromagnetico, linee elettriche e stazioni radio, normativa, inquinamento luminoso. 9 – Radiazioni e particelle. Radiazioni naturali e artificiali, radiazioni di tipo non elettromagnetico. Nucleo atomico e particelle nucleari. L’energia del nucleo, radioattività, decadimenti α, β e γ. Modello standard delle particelle elementari (cenni), fermioni e bosoni, forze fondamentali della Natura.

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