Appunti degli studenti per corsi ed esami del Prof. Miotello Antonio

Contenuti/programma del corso Misure fisiche elementari: Grandezze fisiche e misure. Grandezze scalari e vettoriali. Incertezze nelle misure. Leggi fisiche. I metodi sperimentali. Unità di misura. Sistemi di unità di misura. Il sistema internazionale (SI). Conversione di unità. Misure di tempo, lunghezza, e di massa. Propagazione di errori nella somma, differenza, prodotto, quoziente di grandezze misurate. Errori casuali ed esempi di errori casuali. Istogrammi. La funzione gaussiana. Concetto di varianza e di deviazione standard. Varianza empirica. Fondamenti di meccanica: Cinematica di una particella. Sistemi di riferimento. Sistemi di coordinate. Spostamento e concetto di direzione. Componenti di un vettore. Somma di vettori. Prodotto scalare e prodotto vettoriale. Moto rettilineo: velocità, accelerazione. Moto parabolico. Moto circolare: velocità tangenziale e accelerazione normale. Velocità angolare. Moto Browniano. Dinamica di una particella. Le leggi della dinamica: la legge di inerzia e concetto di sistema di riferimento inerziale. Seconda e terza legge di Newton. Concetto di massa e di forza. Unità di misura della forza. Lavoro ed energia. Lavoro, potenza e loro unità di misura. Energia cinetica. Lavoro di una forza costante. Energia potenziale. Conservazione dell'energia di una particella. Moto rettilineo sotto forze conservatrici. Calore e termodinamica: Dilatazione termica dei solidi. Coefficiente di espansione lineare e di volume. Termometri. Scale di temperatura: Celsius, Farhenheit. Leggi dei gas e temperatura assoluta. Legge dei gas perfetti. La costante dei gas perfetti e la costante di Boltzmann. Teoria cinetica dei gas. Legge di Fick sulla diffusione atomica. Calore specifico e considerazioni sulla sua dipendenza dalla temperatura. Calori latenti di fusione e di vaporizzazione. Trasmissione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento. Legge di Fourier per la diffusione del calore. Il principio zero della termodinamica. Il primo principio della termodinamica. Trasformazioni nei gas: isoterme, adiabatiche, isocore, isobare. Lavoro compiuto nelle trasformazioni dei gas ideali. Il secondo principio della termodinamica. Macchine termiche e loro rendimento. Il ciclo di Carnot. Processi reversibili nelle macchine termiche. Concetto di entropia. Entropia e secondo principio della termodinamica. Aspetti statistici dell'entropia. Ottica: Ottica geometrica e descrizione della propagazione della luce in termini di raggi. Riflessione, diffusione e rifrazione di luce. Immagini reali e virtuali. Le leggi della riflessione. La legge di Snell per la rifrazione. Angolo critico. Lenti sottili convergenti e divergenti. Natura ondulatoria della luce. Concetto di fronte d'onda. Principio di Huygens. Dimostrazione della legge di Snell partendo dal principio di Huygens. Esperienza della doppia fenditura di Young. Gli appunti contengono tutte le dimostrazioni svolte a lezione e richieste all'esame, e sono completati da immagini (stampate in bianco e nero o disegnate) utili per comprendere al meglio gli argomenti e le dimostrazioni.