Programma A.A. 2012-13

In colore rosso sono elencati gli argomenti non illustrati durante la lezione, che tuttavia vanno studiati sul libro di testo.

In colore blu le attività integrative.

1. Introduzione al corso. La fisica come scienza sperimentale. Misurazione e misura. Strumenti. Precisione e sensibilità. Misura diretta. Incertezza sperimentale. Come si esprime la misura e il suo errore. Incertezza statistica.
2. Errori casuali. La distribuzione di Gauss. Media e varianza. Stima della varianza da un campione. Teorema del limite centrale (legge dei grandi numeri). Propagazione degli errori (nei casi più semplici). Errore sulla media.
3. Notazione scientifica. Analisi dimensionale. Altre grandezze fisiche: la temperatura. Principio zero della termodinamica. Dilatazione termica (lineare e di volume). Termometri.
4. Calore. Capacità termica e calore specifico. Equilibrio termico e calcolo della temperatura d'equilibrio. Calore latente. Trasferimento di calore: conduzione, convezione e irraggiamento. 
5. Ottica geometrica. Riflessione. Specchi piani, sferici, parabolici. Equazione degli specchi. Rifrazione. Legge di Snell. Angolo critico. Riflessione totale.
6. Rifrazione attraverso superfici curve. Lenti. Costruzione delle immagini prodotte da una lente sottile. Equazione delle lenti. strumenti ottici. Discussione sulla natura della luce. Riflessione e rifrazione delle onde. Fenomeni periodici e Teorema di Fourier.
7. Caratterizzazione delle onde. Lunghezza d'onda, periodo, frequenza. Forma generale di un fenomeno periodico. Velocit\`a dell'onda, numeri d'onda e pulsazione. Sovrapposizione di due onde. Interferenza. Battimenti. Il suono come fenomeno ondulatorio.
8. Misura della quantità di calore trasferita in un processo di scioglimento di un sale in acqua. Ipotesi sulle leggi fisiche che descrivono il fenomeno e loro determinazione attraverso il metodo della minimizzazione del chi quadro. Onde stazionarie.
   
9. Effetto Doppler. Diffrazione. Natura ondulatoria della luce. Lamine antiriflesso.
10. Sfasamento alla riflessione. Ancora sulle lamine sottili. Relazione tra luce, moto e calore. Lo studio del moto dei corpi. Definizione delle grandezze fisiche d'interesse. Posizione. Vettori e operazioni tra vettori. Spostamento. Prodotto di vettori.
11. Prodotto scalare e prodotto vettoriale. Proprietà dei prodotti e casi particolari. Vettore posizione e vettore spostamento. Velocità media e istantanea. La velocità come derivata della posizione.
12. Accelerazione. Studio dei moti. Moto uniforme e uniformemente accelerato. Moto qualunque. Analisi del moto di un proiettile: gittata e quota massima.
13. Gittata. Velocità del proiettile nel corso del moto. Simmetrie del moto. Tempo di volo. Moti circolari: definizione della posizione. Velocità e accelerazione angolari. Equazioni del moto in coordinate polari. Equazioni differenziali: relazione tra accelerazione e posizione. Moto ondulatorio e moto circolare. Soluzione dell'equazione differenziale. Condizioni iniziali.
14. Equazione delle onde. Esercitazione sulla soluzione dei problemi di cinematica.
15. Prima e seconda legge di Newton. Moti relativi. Sistemi inerziali e non inerziali.
    
16. Analisi di alcune forze. Forza peso, forze elastiche, reazioni vincolati, forze d'attrito statico e dinamico. Forze fittizie.
17. Forze d'attrito dipendenti dalla velocità. Definizione di Lavoro.
18. Forze conservative. Unergia cinetica. Energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica.
19. I principio della termodinamica. Quantità di moto e sua conservazione. Teoria cinetica dei gas. Equazione di stato dei gas perfetti.
20. Trasformazioni termodinamiche. Isocora, isobara, isoterma, adiabatica. Trasformazioni cicliche e motori.
21. Rendimento di un ciclo. Ciclo di Carnot. Rendimento di una macchina reversibile. Temperatura assoluta. Entropia.
22. Entropia e trasformazioni irreversibili. Rendimento di un ciclo irreversibile. Propetà dell'entropia. Significato statistico dell'entropia.
23. Esercitazione: problemi risolubili attraverso l'applicazione di un principio di conservazione.
    
24. Esercitazione: problemi risolubili attraverso l'applicazione di un principio di conservazione.
    
25. Esercitazione: problemi risolubili attraverso l'applicazione di un principio di conservazione.
26. Esercitazione: problemi di cinematica risolvibili con l'applicazione della legge di Newton
27. Esercitazione: problemi di cinematica risolvibili con l'applicazione della legge di Newton
28. Esercitazione: problemi di termodinamica
29. Lezione integrata con Prof. Giustini sui potenziali termodinamici.
30. Eservitazione: problemi di termodinamica
31. Esercitazione: problemi di termodinamica
32. Il concetto di campo: il campo gravitazionale. Il concetto di potenziale: potenziale gravitazionale. 
    
33. Teorema di Gauss. Il campo della Terra da vicino e da lontano. Il campo della Terra come somma di campi elementari (principio di sovrapposizione). Forze elettriche. Legge di Coulomb. Carica elettrica. Cariche elementari. Polarizzazione.
34. Campo elettrico e potenziale di una carica puntiforme. Conduttori e isolanti. Campo elettrico alla superficie dei conduttori. Carica per induzione. Campo elettrico in un doppio strato di cariche. Condensatori. Capacità. Corrente elettrica.
35. Energia in un condensatore. Densità di energia di un campo elettrico. Condensatori in serie e in parallelo. Scarica di un condensatore. Pile elettriche. Legge di Ohm. Resistenza e resistività.
36. Resistori in serie e in parallelo. Leggi di Kirchhoff. Potenza impiegata nei generatori. Soluzione di un circuito.
37. Forze magnetiche. Campo magnetico. Forza di Lorentz. Correnti come sorgenti di campi magnetici. Forza agente su una corrente in un conduttore. Selettore di velocità. Spettrometro di massa.
38. Forze agenti su una spira percorsa da corrente. Motori elettrici. Legge di Biot-Savart. Circuitazione. Teorema di Ampere. Campo magnetico prodotto da un solenoide. Origine del magnetismo nella materia.
39. Induzione elettromagnetica. Legge di Faraday-Neumann-Lenz. Produzione di energia elettrica. Trasformatori. Cenni sulla propagazione delle onde elettromagnetiche.