Obiettivi Formativi

Fornire conoscenze di meccanica, fluidodinamica, termodinamica, elettromagnetismo, ottica e fisica moderna e dei principi di funzionamento di alcuni strumenti impiegati nella ricerca necessari per la comprensione di fenomeni naturali e dei processi che avvengono negli organismi viventi

Learning Goals

Provide knowledge of mechanics, fluid dynamics, thermodynamics, electromagnetism, optics and modern physics and the principles of operation of some tools used in research necessary for the understanding of natural phenomena and the processes that occur in living organisms

Metodi didattici

Lezioni frontali, esercitazioni in aula e in laboratorio. Metodi a supporto: Presentazioni in Power Point delle lezioni.

Teaching Methods

Lectures, exercises, laboratory. Support methods: Power Point presentations of the lessons.

Prerequisiti

Conoscenze degli elementi di base del calcolo integrale e differenziale e del calcolo vettoriale, delle principali funzioni e delle loro rappresentazioni grafiche

Prerequisites

Knowledge of the basic elements of integral and differential calculus and of vector calculus, of the main functions and their graphical representations

Verifiche dell'apprendimento

Prove in itinere. Esami orali finali, con voto espresso in trentesimi.

Assessment

Course tests. Final oral examinations, with final mark reported in x/30

Programma del Corso

Concetti fondamentali di meccanica, termodinamica, fluidodinamica, elettromagnetismo, ottica geometrica. Il metodo scientifico - Misure e unità di misura - Grandezze fisiche - Misure dirette e indirette - Equazioni dimensionali - Cinematica del punto materiale- Moto rettilineo - Moto uniformemente accelerato - Caduta dei gravi - Moto in due dimensioni - Moto circolare uniforme - Moto armonico semplice - Dinamica del punto materiale - Primo principio della dinamica - Secondo principio della dinamica - Terzo principio della dinamica - Equilibrio - Forza di attrito - Forza elastica - Lavoro di una forza - Potenza - Energia - Teorema dell’energia cinetica - Energia potenziale - Teorema di conservazione dell’energia meccanica - Cenni di dinamica dei sistemi materiali - Termodinamica-Equilibrio termico - Dilatazione lineare e volumetrica - Calore - Propagazione del calore - Equivalenza Calore-Lavoro - Capacità termica - Calore latente - Energia interna - Primo principio della termodinamica - Trasformazioni termodinamiche - Secondo principio della termodinamica - Entropia - Macchine termiche - Ciclo di Carnot - Applicazioni della termodinamica in ambito ambientale e naturalistico -Fluidodinamica - Pressione - Forze di superficie - Equilibrio statico - Legge di Stevino - Principio di Pascal - Principio di Archimede - Viscosità - Principio di Bernoulli - Teorema di Torricelli - Applicazioni della fluidodinamica in ambito ambientale e naturalistico. Elettromagnetismo - Interazione elettrica - Legge di Coulomb - Principio di sovrapposizione delle cariche - Campo elettrico - Gabbia di Faraday - Potenziale elettrico - Energia elettrostatica - Superfici equipotenziali - Flusso del campo elettrico - Legge di Gauss -  Legge di Ohm - Effetto Joule - Campo magnetico - Campo magnetico generato da correnti - Flusso di campo magnetico - Induzione elettromagnetica - Legge di Ampère-Maxwell - Legge di Lenz - Energia del campo elettromagnetico - Onde elettromagnetiche - Spettro delle onde elettromagnetiche  - Applicazioni dell’elettromagnetismo in ambito ambientale e naturalistico - Ottica geometrica - Onde elettromagnetiche e luce visibile - Intensità luminosa - Interferenza - Riflessione - Rifrazione - Riflessione totale - Dispersione - Diffrazione - Lenti - Specchi - Cenni di fisica moderna - Corpo nero - Ipotesi di Planck - Effetto fotoelettrico - Effetto Compton - Modello dell’atomo di Bohr - Dualismo onda-corpuscolo - Principi di spettroscopia. 

Course Syllabus

Fundamental concepts of mechanics, thermodynamics, dynamics of fluids, electromagnetism, geometric optics. The scientific method - Measures and Units - Physical quantities - Direct and indirect measures - Dimensional equations - Kinematics of a point particle - Linear motion - Uniformly accelerated motion - Two dimensional motion - Uniform circular motion - Simple harmonic motion - Dynamics of a point particle - First law of motion - Second law of motion - Third law of motion - Equilibrium - Friction force - Elastic force - Work of a force - Power - Energy - Kinetic energy theorem - Potential energy - Mechanical energy conservation theorem- Dynamics of material systems - Thermodynamics - Thermal equilibrium - Linear and volumetric expansion - Heat - Heat propagation - Heat-work equivalence - Thermal capacity - Latent heat - Internal Energy - First law of thermodynamics - Thermodynamic processes - Second law of thermodynamics - Entropy - Thermal machines - Carnot cycle - Applications of thermodynamics in environmental and natural field- Fluids - Pressure - Surface Forces - Static Balance - Stevin's Law - Principle of Pascal - Archimedes' Principle - Viscosity - Bernoulli's principle - Theorem of Torricelli - Applications of dynamics of fluids in environmental and natural field- Electromagnetism - Electric interaction - Coulomb's law - Superposition principle - Electric field - Faraday cage - Electric potential - Electrostatic energy - Flow of an electric field - Gauss Law - Ohm's Law - Joule effect - Magnetic field -  Magnetic field generated by currents - Magnetic field flow - Induction electromagnetic - Ampere-Maxwell Law- Lenz's Law - Energy of the electromagnetic field - Electromagnetic waves -  Spectrum of electromagnetic waves - Applications of electromagnetism in environmental and natural field - Geometric optics - Electromagnetic waves and visible light - Light intensity -  Interference - Reflection - Refraction - Total reflection - Dispersion - Diffraction - Lenses - Mirrors - Overview of modern physics - Black body - Planck’s Hypothesis - Photoelectric effect - Compton effect - Bohr atom model - Wave-particle duality - Principles of Spectroscopy