Programma A.A. 2018-19

In questa pagina si trova il diario delle lezioni e il programma d'esame. Gli argomenti in rosso sono argomenti d'esame non trattati in aula, mentre quelli in blu sono quelli discussi in aula, e che non fanno parte del programma d'esame.

1. Introduzione al corso. Oggetto della fisica. Esperimenti e misure.
2. Interpretazione statistica delle misure. Media, Varianza e deviazione standard. Espressione dei risultati. Cifre significative.
3. Strumenti di misura e loro caratteristiche. Accuratezza, sensibilità, precisione. Unità di misura. Definizione operativa delle temperatura. Dilatazione termica.
4. Equilibrio termico. Calore. Calore specifico. Ipotesi sulla natura del calore.
5. Calore latente. Trasmissione del calore. Riflessione della luce.
6. Specchi sferici. Equazione degli specchi. Rifrazione della luce.
7. Legge di Snell. Indici di rifrazione. Teoria corpuscolare della luce.
8. Possibile teoria ondulatoria della luce. Rifrazione e riflessione delle onde. Teorema di Fourier. Rappresentazione matematica di un'onda.
9. Equazione di un'onda. Caratteristiche delle onde: lunghezza d'onda, periodo, pulsazione, numero d'onda.
10. Interferenza costruttiva e distruttiva.
11. Esercitazione (classe Pascale)
12. Esercitazione (classe Pascale)
13. Battimenti. Effetto Doppler.
14. Diffrazione e interferenza. Diffrazione da doppia fenditura. Esperimento di Young. Natura ondulatoria della luce.
15. Il moto e la sua caratterizzazione. Posizione. Sistemi di riferimento. Vettori. Operazioni tra vettori. Somma e sottrazione.
16. Moltiplicazione di un vettore per uno scalare. Modulo. Interpretazione geometrica. Velocità.
17. Velocità. Accelerazione. La velocità e l’accelerazione come derivate. Moto rettilineo uniforme.
18. Moto uniformemente accelerato.
19. Esercitazione (classe Pascale)
20. Esercitazione (classe Pascale)
21. Analisi sperimentale del moto lungo un piano inclinato e sua descrizione. Dipendenza dell'accelerazione dall'angolo. Caduta dei gravi.
22. Moto parabolico.
23. Moto circolare uniforme.
24. Moti relativi. Sistemi di riferimento inerziali. Trasformazioni di Galileo.
25. Sistemi di riferimento non inerziali. Trasformazioni di Lorentz. Relatività ristretta (cenni).
26. Dinamica. Primo principio (principio d'inerzia). Le forze e la loro misura con i dinamometri. Secondo principio della dinamica (II Legge di Newton). Terzo principio della dinamica.
27. Esercitazione (classe Pascale)
28. Esercitazione (classe Pascale)
29. Scomposizione delle forze. Studio della forza peso. Piano inclinato. Tensione. Moto di due masse collegate da una fune.
30. Studio del moto di un punto materiale sottoposto a forza elastica. Studio del moto di un pendolo. La forza elastica come approssimazione al primo ordine di una forza qualsiasi.
31. Attrito statico e dinamico.
32. Il lavoro. Lavoro della forza peso, della forza elastica e delle forze di attrito.
33. Funzioni di stato. Il lavoro come funzione di stato. Energia potenziale ed energia cinetica. Conservazione dell'energia meccanica.
34. Ripasso delle definizioni di energia potenziale, energia cinetica ed energia meccanica totale. Relazione tra variazione dell'energia meccanica e calore. Conservazione dell'energia. Forze conservative.
35. Un problema tipo: applicazione del concetto di conservazione dell'energia. Lavoro delle forze non conservative.
36. Esercitazione (classe Pascale)
37. Esercitazione (classe Pascale)
38. Analisi del moto di un oggetto sottoposto a forze conservative e non conservative dal punto di vista energetico. L'energia come variabile di stato. La struttura della materia.
39. I gas e le leggi dei gas ideali. La misura della quantità di gas in moli.
40. Equazione di stato dei gas: la costante universale dei gas, il Numero di Avogadro e la costante di Boltzmann. Piano di Clapeyron. Trasformazioni reversibili e irreversibili e loro rappresentazione sul piano di Clapeyron. 
41. Trasformazioni speciali: isobara, isocora, isoterma e adiabatica. Il lavoro fatto o subito dal gas e il calore scambiato. Interpretazione geometrica del lavoro termodinamico.
42. Teoria cinetica dei gas.
43. Il primo principio della termodinamica. Equivalente meccanico della caloria ed esperimento di Joule per la sua misura. Esperimento di Joule per determinare che l'energia interna di un gas dipende unicamente dalla sua temperatura.
44. Esercitazione (classe Pascale)
45. Esercitazione (classe Pascale)
46. Analisi termodinamica di alcuni sistemi. L'acqua che bolle. Il frigorifero.
47. Analisi termodinamica di una cellula. L'energia interna come funzione di stato. Il calore specifico a volume costante di un gas ideale. Il calore specifico a pressione costante di un gas ideale.
48. Revisione complessiva dei risultati conseguiti fino a questo punto. La struttura della materia. La descrizione dello stato di un sistema fisico. Cambiamenti dello stato del sistema e funzioni di stato.
49. Forze elettriche. Elettrizzazione per strofinio. Caratteristiche generali.
50. Esercitazione (classe Pascale)
51. Esercitazione (classe Pascale)
52. Forza di Coulomb. Caricamento per contatto. Polarizzazione.
53. Caricamento per induzione. Il campo elettrico. Rappresentazione del campo nel caso della carica puntiforme. Linee di forza.
54. Il campo di un dipolo elettrico. Il flusso del campo.
55. Teorema di Gauss. Il campo elettrico prodotto da una distribuzione piana di cariche.
56. Campo elettrico di un doppio strato di cariche. Condensatori. Energia immagazzinata in un condensatore.
57. Capacità dei condensatori. Il concetto di potenziale. Differenza di potenziale ai capi di un condensatore.
58. Condensatori in serie e in parallelo. Pile. Potenza di una pila. Intensità di corrente.
59. Esercitazione (classe Pascale)
60. Esercitazione (classe Pascale)
61. Resistenza elettrica. La Legge di Ohm. Resistori. Resistori in serie e in parallelo. Leggi di Kirchhoff.
62. Esperimento di Oersted. Campo magnetico. Legge di Biot-Savart. Forze magnetiche tra fili percorsi da corrente.
63. Forza di Lorentz. Il prodotto vettoriale.
64. Motori elettrici. Ancora sull'interpretazione della struttura della materia. La gravità e le Leggi di Keplero.
65. Il teorema di Ampère. Il campo magnetico di un solenoide infinitamente lungo.
66. Induzione elettromagnetica. La legge di Faraday-Neumann.
    
67. Interpretazione fisica sull'induzione e.m.. La Legge di Lenz e la sua interpretazione fisica.
68. Analisi di situazioni tipo nei casi in cui si può applicare la Legge dell'induzione e.m..
69. Corrente di spostamento. Equazioni di Maxwell.
70. Onde elettromagnetiche. Esperimento di Rutherford e struttura dell'atomo.
71. Il corpo nero. Effetto fotoelettrico. Fotoni. Frequenza di De Broglie degli elettroni.
72. Gli atomi. Livelli energetici. Stato di un elettrone.
73. Fisica atomica. La tavola periodica degli elementi.
74. Rendimento di un motore termico. Ciclo di Carnot.
75. Integrale di Clausius ed entropia.
76. Variazione di entropia. Significato fisico e statistico delle variazioni di entropia.