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L'ignoranza non è mai meglio della conoscenza (Enrico Fermi) Complementi di Fisica Corso di laurea Magistale: Ingegneria delle Telecomunicazioni. Anno: Primo Periodo: Primo Crediti Formativi Universitari: 6 Presentazione del corso La formazione di base in Fisica del percorso didattico di primo livello si ferma alle teorie classiche della meccanica e dell'elettromagnetismo, in parte ridimensionate rispetto ai corsi precedenti alla cosiddetta riforma del 3+2, e di natura esclusivamente teorica. Obiettivo del corso di "Complementi di Fisica" è di fornire agli studenti della Laurea Magistrale le conoscenze di Fisica utili al loro percorso formativo nel settore delle telecomunicazioni e dell'elettronica, portandoli a conoscere i processi fisici alla base di alcuni dispositivi fotonici e optoelettronici e a realizzarli e caratterizzarli con le loro mani in laboratorio. Il corso prevede 5 esperienze in laboratorio, che consentiranno agli studenti di toccare con mano alcuni dei fenomeni studiati, partendo da alcuni esperimenti di inizio '900 (opportunamente modernizzati) fino a realizzare un laser ed una cella solare. Modalità d’esame: Orale Programma: Tra parentesi viene indicato il numero, stimato, di ore di teoria dedicato ad ogni argomento. Sui vari argomenti del corso verranno compiute esercitazioni per 18 ore totali. 1. Onde elettromagnetiche (10 ore) -Richiami sulle equazioni di Maxwell -Equazione delle onde -Onde piane e sferiche -Polarizzazione delle onde e.m. -Intensità di un’onda e.m. -Propagazione delle onde e.m e principio di Huygens -Propagazione rettilinea delle onde e.m.: riflessione e rifrazione -Interferenza di onde e.m. -Esperimento di Young -Interferometro di Michelson -Diffrazione da una fenditura rettangolare e reticolo di diffrazione -Diffrazione dei raggi X e struttura cristallina 2. Interazione radiazione materia (3 ore) -Spettri di radiazione termica: il corpo nero -Comportamenti corpuscolari della radiazione e.m: Effetto fotoelettrico 3. Stati energetici degli atomi (3 ore) -Spettri di emissione e assorbimento dei gas: risultati sperimentali -Modelli atomici: Thompson, Rutherford e Bohr 4. Natura delle particelle: corpuscoli o onde? (1 ora) -Comportamenti ondulatori delle particelle: onde di materia -Diffrazione degli elettroni -Il microscopio elettronico 5. Descrizione delle proprietà microscopiche della materia (9 ore) -Equazione di Schroedinger (cenni) -Origine dei principali effetti quantistici: quantizzazione dell’energia e penetrazione in zone classicamente proibite -Legame di più atomi:covalente e ionico -Bande di energia (cenni) 6. Dispositivi (9 ore) -Principio di funzionamento del laser -Laser: esempi -Principio di funzionamento di una cella solare -Stato dell’arte e prospettive dei dispositivi fotonici ed optoelettronici
Laboratorio (15 ore) Esperienza 1: Interferenza di onde elettromagnetiche Esperienza 2:Determinazione degli spettri a righe di gas rarefatti Esperienza 3: Esperienza di Frank-Hertz Esperienza 4:Realizzazione e caratterizzazione di un laser Esperienza 5: Realizzazione e caratterizzazione di una cella solare -Alonso, Finn "Fundamental University Physics Volume III Quantum and Statistical Physics" -Mazzoldi Nigro Voci "Elementi di Fisica: Elettromagnetismo, onde" EdiSes. -R. Eisberg, and R. Resnick "Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei and Particles" John Wiley & Sons.
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