Fisica classica e moderna

 


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Portale fisica

Fisica scuola elementare , scuola media, scuola superiore e università

 

Fisica

 

Fisici italiani e americani

 

FISICA

 

NOZIONI GENERALI:
Quanto noi oggi conosciamo come prodotti di tecnologia, dalla macchina fotografica all’elettricità, gli aerei, la radio, il telefono satellitare, altro non sono che applicazioni di fisica destinate agli umani.
L’esplorazione del mondo sotto il profilo scientifico, indagando su quanto sia matematicamente dimostrabile, ha determinato il vero controllo umano sulla materia e sui fenomeni che possiamo osservare.
A differenza della politica, in cui le leggi sono tante, complicate e perennemente opinabili, in fisica tutto si sorregge su poche leggi di una semplicità incredibile, ma tecnicamente insindacabili.
La rigidezza, la rigorosità delle leggi della fisica, consentono lo sviluppo di tecnologie basate su presupposti di alta affidabilità ed è proprio per tale motivo che oggi la tecnologia è accessibile al genere umano.

 

Gli albori della fisica:
La fisica, per come la conosciamo oggi, è il risultato di un’evoluzione che ha origine in tempi remoti, quando ancora non esistevano numeri né alfabeti. Ha attraversato millenni di esperienze ed ha acquisito strumenti sempre migliori per catalogare, definire ed eventualmente riprodurre determinati fenomeni.
Quando la matematica divenne parte integrante della fisica ed infine della chimica, si iniziò a distinguere tali dottrine, forse erroneamente, secondo alcuni. H. Rutherford, un pioniere del nucleare, scherzosamente asseriva: “non esiste nulla, apparte la fisica.”.
Il termine fisica deriva dalla parola greca φυσις che significa natura, creazione, in onore al primo ufficiale manifestarsi di un interesse umano verso le cause dei fenomeni naturali, in grecia nel 400 a.C.: intellettuali greci come Talete di Mileto, Pitagora, all’epoca si interrogavano sull’ αρχή , il principio di ogni cosa esistente. Ma poiché l’assenza di strumenti adatti impediva ogni ulteriore approfondimento, non sono interamente contemplati in fisica. Rientrano nella filosofia presocratica noti come i “naturalisti”.
Si fermarono con Democrito e Leucippo, i quali dimostrarono, con la logica, che dividendo infinite volte la materia in teoria si dovrebbe arrivare a niente, ma per paradosso nulla dovrebbe esistere, pertanto alla base della materia dovevano esserci delle particelle indivisibili che, nella lingua greca del 300 a.C. si diceva ατομος : atomo.
Dopo la caduta dell’Impero Romano non si ebbe grande progresso scientifico: ci si atteneva a Tolomeo, ed al concilio di Nicea. Eppure la ricerca farmaceutica ed infine l’alchimia procedevano i loro esperimenti.
Il vero sviluppo della fisica si ebbe più tardi con studiosi quali Galileo, Leibnitz, Newton, Pascal, Maxwell, per finire con l’esplorazione dell’atomo con Bohr e la teoria della relatività di Einstein, oppure con l’algebra di Boole, la macchina di von Neumann che oggi è diventato il personal computer.

 

Le branche della fisica:
In fisica moderna si distinguono diverse branche, identificate per lo più dal tipo di fenomeno prevalentemente osservato. Per una visione schematica, potremmo distinguere:

  • Meccanica: deriva dal greco μηχανή , macchina, marchingegno. È la base di tutta l’esplorazione della fisica, quella che contiene le regole di base. Viene a sua volta divisa in:
  • Cinematica: dal greco κινεματον , movimento. Studia le qualità fisiche del movimento puro
  • Statica: dal greco στασις , equilibrio, studia l’equilibrio nelle macchine
  • Dinamica: dal greco δυναμις , forza naturale. Studia le forze, la potenza e l’energia.

 

  • Ottica: dal greco οπτω, vedo. Studia i fenomeni luminosi.
  • Acustica: dal greco ακουω, ascolto. Studia i fenomeni sonori.
  • Termica: dal greco θερμος, calore. Studia i processi energetici nelle trasformazioni della materia
  • Astrofisica: dal greco αστρον , stella. Studia la natura ed il moto di stelle e pianeti
  • Elettromagnetismo: Studia fenomeni elettrici, reazioni fortissime di particelle non osservabili.

Al livello tecnico esistono molti altri tipi di branche di fisica: il forte progresso degli ultimi cento anni hanno generato diversi impieghi sempre più specifici, dall’ingegneria alla chimica.


Fonte: http://www.webalice.it/greendog/cs/files/fisica10.doc

 

 

Lista argomenti in fase di ricerca e analisi che saranno pubblicati in futuro :

 

Argomenti generali contenuti specifici
Quantità fisiche il metodo scientifico, misure fisiche
  analisi dimensionale
  sistemi e unità di misura, costanti fisiche
   
Cinematica posizione, velocità, accelerazione
  moti notevoli:  inerziale, circolare uniforme, unif. accelerato
  legge oraria e rappresentazione grafica
  moti unidimensionali, nel piano e nello spazio
  coordinate cartesiane, sferiche, cilindriche
   
Analisi vettoriale vettori tridimensionali
  somma di vettori
  prodotto scalare e prodotto vettoriale
   
Dinamica  forza
  principio d'inerzia
  sistemi inerziali
  massa e forza
  secondo principio
  velocità ed accelerazione vettoriali
  forza costante, piano inclinato
  caduta libera
  forza elastica, moto armonico
  oscillatori accoppiati
   
Relatività galileiana sistemi di riferimento inerziali
  trasformazioni di Galilei
  sistemi non inerziali
  forze apparenti: centrifuga e di Coriolis
  pendolo di Focault
   
Lavoro ed energia teorema delle forze vive
  forze conservative, energia potenziale
  oscillatore armonico
  vincoli e attrito
   
Leggi di conservazione costanti del moto e simmetrie
  energia, impulso, momento angolare
  teorema di Noether
   
Problema dei due corpi baricentro e moto relativo
  moti in campo centrale, potenziale efficace
  oscillatore tridimensionale
  problema di Keplero
  moto dei pianeti
  satelliti geostazionari
   
Urti variabili cinematiche
  conservazione impulso 
  urti elastici ed anelastici
  angolo limite
  sistemi a massa variabile
  moto a reazione
   
Sistemi composti baricentro
  energia totale
  momento angolare totale
  momento delle forze
  dinamica dei sistemi composti
   
Corpo rigido gradi di libertà, traslazioni e rotazioni
  baricentro, impulso, I equazione cardinale
  momento angolare, II equazione cardinale
  tensore d'inerzia, esempi notevoli
  energia cinetica, lavoro, 
  statica del corpo rigido
  pendolo fisico e pendolo di torsione
  giroscopio
   
Termologia  sistemi e variabili termodinamiche 
e termodinamica temperatura e termometro
  equazione di stato, gas perfetto
  lavoro
  primo principio, calore
  capacità termica
  cicli e ciclo di Carnot, rendimento
  secondo principio
  temperatura termodinamica assoluta
  entropia
   
Meccanica teorica calcolo delle variazioni
(di base) sistemi voncolati 
  principi variazionali
  formulazione lagrangiana della meccanica
  simmetrie e leggi di conservazione
  momenti generalizzati
  coordinate cicliche
  piccole oscillazioni
  formulazione di Hamilton
  variabili coniugate ed equazioni canoniche
  funzione di Routh
  Trasformazioni canoniche
  Parentesi di Poisson
  spazio delle fasi
  teorema di Liouville
   
Cinematica relativistica trasformazioni di Galilei e somma delle velocità
  trasformazioni di Lorentz
  postulati delle relatività ristretta
  spazio di Minkowski, simultaneità e causalità
  aberrazione, effetto Doppler
  struttura della cinematica relativistica 
  effetto Compton
  dinamica relativistica
   
 Termodinamica II potenziali termodinamici
  entropia di mescolamento
  terzo principio e sue conseguenze
  fasi termodinamiche, curve di coesistenza
  equazione di Clapeyron
  gas di van der Waals
  miscela binaria e transizione di fase
   
Fisica cinetica equazione del trasporto
  distribuzione di Maxwell-Boltzmann
  teorema-H ed entropia
  diffusione ed effusione molecolare
  moto browniano
  equazione di Stokes-Einstein
   
Fisica Statistica spazio delle fasi, peso statistico, massimo volume
(classica) principio di Boltzmann
  insieme microcanonico
  equazione di Sakur-Tetrode
  teorema di equipartizione, calori specifici, legge Dulong-Petit
  insieme canonico, energia libera
  insieme grancanonico, potenziale chimico
  equilibrio termico della radiazione
  formula di Rayleigh-Jeans
  formula di Wien, legge dello spostamento
  costante di Stefan-Boltzmann
  formula di Planck
  potenziali termodinamici per gas di fotoni
   
Elettrostatica legge di Coulomb
  campo elettrico
  teorema di Gauss
  prima equazione di Maxwell
  potenziale elettrico
  dipolo elettrico
  conduttori elettrici statici
  capacità
  energia campo elettrostatico
  problema del campo nel vuoto, condizioni al bordo
  dielettrici, polarizzazione elettrica
  condizioni al bordo per E e D
  energia lelettrostatica in presenza di dielettrici
   
Correnti stazionarie corrente elettrica
  equazione di continuità
  modello classico della conduzione elettrica
  legge di Ohm
  legge di Joule
  forza elettromotrice
  circuiti corrente continua
  leggi di Kirchhoff
  conduzione in liquidi e gas
  correnti quasi stazionarie
  carica e scarica condensatore
  cenni superconduttori
   
Magnetismo campo magnetico
  forza di Lorentz
  legge di Biot Savart
  campo magnetico solenoide
  campo magnetico dovuto a corrente in spira circolare 
  momento magnetico di dipolo
  potenziali magnetostatici vettore e scalare
  seconda equazione di Maxwell
  moto di cariche in campo magnetico
  frequenza di Larmor
  polarizzazione magnetica, vettori H e B
  materiali dia-, para- e ferro-magnetici
  interpretazione microscopica delal magnetizzazione
  circuiti magnetici
  elettromagneti e magneti permanenti
   
Induzione magnetica campi lentamente variabili
  legge di Faraday Lenz Neumann
  autoinduzione e mutua induzione
  circuito RL
  energia magnetica
  circuito LC
  corrente di spostamento
  equazioni di Maxwell 
   
Elettromagnetismo oscillazioni elettriche, correnti alternate
  circuito RLC
  equazioni di Maxwell complete
  onde elettromagnetiche
  onde piane, polarizzazione
  onde nei dielettrici
  onde nei conduttori, effetto pelle
  onde nei plasmi
  energia, impulso e moomento angolare di un'onda
  vettore di Poynting
  tensore degli sforzi di Maxwell
  pressione di radiazione
  pacchetti d'onda, velocità di fase e di gruppo
  formulazione covariante dell'elettrodinamica
  trasformazioni di Lorentz
  sorgenti di radiazione e.m. e carica in moto
  dipolo elettrico e magnetico oscillante e radiazione associata
  campi prossimi e distanti dalla sorgente
  potenziali ritardati
  espansione in multipoli
  effetto Doppler
  irraggiamento di dipolo
  formula di Lienard
  sezione d'urto Thomson
Ottica onde elettromagnetiche
  leggi di riflessione e rifrazione delle onde nei mezzi
  leggi di Fresnel e Brewster
  dispersione, principio di Huygens-Fresnel
  interferenza, coerenza
  interferometro di Michelson
  diffrazione, Fraunnhofer, apertura circolare e rettangolare
  principio di Babinet
  retcolo di diffrazione, risoluzione
  ottica geometrica e ottica fisica
   
Fluidodinamica fluidodinamica, equazione di Eulero
  viscosità, equazione di Navier-Stokes
  teoria della elasticità
   
   
   
Metodi Matematici  equazione di d'Alembert e del calore
  spazi di Hilbert
  spazi delle funzioni C0, L1, L2 e delel successioni
  basi ortonormali
  set completi
  serie di Fourier e applicazioni
  operatori lianear in dimensione infinita
  autovettori propri e impropri
  prodotto tensoriale di spazi
  serie di potenze
  esempi di funzioni di variabile complessa
  funzioni armoniche
  problema di Dirichlet
  analisi in frequenza e trasformate di Fourier
  principio di indeterminazione
  trasformate e antitrasformate, applicazioni
  delta di Dirac e distribuzioni
  funzioni di Green
  causalità e condizioni al bordo, applicazioni
  prodotto di convoluzione, circuiti
  equazioni differenziali della fisica–matematica
  equazioni di d'Alembert, del calore, di Laplace
  funzioni analitiche e teorema di Cauchy
  sviluppo di Taylor-Laurent
  poli, singolarità e teroremi associati
   
   
   
   
Meccanica Quantistica  Crisi della fisica classica, esperimenti cruciali 
  cenni all'atomo di Bohr, onde di de Broglie, 
  postulati interpretativi della Meccanica Quantistica
  osservabili, rappresentazioni
  equazione di Schroedinger
  momento angolare
  oscillatore armonico
  atomo d’idrogeno
  metodi d’approssimazione
  teoria elementare dello scattering
  particelle identiche
Struttura della Materia  Distribuzioni quantistiche nella meccanica statistica. Fluttuazioni.
  Introduzione alla fisica dello stato solido. 
  Interazione radiazione-materia.
  Laser e Maser.
Fisica Nucl. e subnucl. Struttura del nucleo
  decadimenti α, β,, γ
  processi di diffusione e assorbimento
   fissione, reattori nucleari e fisica dei neutroni
  Neutrini
  classificazione delle particelle elementari, 
  Le simmetrie discrete.
  Il modello a quarks. 
  Le interazioni e le leggi di conservazione.
Astrofisica  Strutture ed evoluzione stellare.
  Modelli solari standard, eliosintesi e problema dei neutrini solari
  Struttura ed evoluzione delle galassie.
  Recessione delle galassie e cosmologia del big-bang
  Nucleosintesi primordiale e radiazione di fondo. 
  Materia oscura. 
  Calibratori di distanza nell’universo.

 

Grandezze fisiche e calcolo vettoriale

Metodo sperimentale. Grandezze fisiche fondamentali e derivate. Unità di misura. Grandezze scalari e vettoriali. Vettori. Algebra vettoriale: somma e differenza di vettori (metodo geometrico ed analitico). Prodotto scalare e vettoriale.


Cinematica del punto materiale

Sistema di riferimento. Concetto di punto materiale. Spostamento. Velocità. Accelerazione. Moto rettilineo uniforme. Moto rettilineo uniformemente accelerato. Moto dei gravi. Moto uniforme ed uniformemente accelerato in 2 e 3 dimensioni. Moto circolare uniforme. Moto del proiettile.

Dinamica del punto materiale

Forza. Massa ed inerzia. Sistemi inerziali. Leggi del moto di Newton. Esempi di forze: forza di gravitazione, peso, reazioni vincolari, forze elastiche, attriti, forze centripete e centrifughe. Quantità di moto e sua conservazione. Lavoro compiuto da una forza costante. Potenza. Energia cinetica. Teorema dell’energia cinetica. Energia potenziale. Forze conservative e non conservative. Conservazione dell’energia meccanica. Teorema lavoro-energia in presenza di forza non conservative.


Moto oscillatorio

Moto periodico. Moto armonico semplice. Energia dell’oscillatore armonico semplice. Periodo del moto armonico semplice. Frequenza naturale. Legge oraria, velocità ed accelerazione del moto armonico semplice. Pendolo semplice. Moto armonico smorzato. Vibrazioni forzate e risonanza.


Elementi di Meccanica dei sistemi di punti materiali

Sistemi di punti materiali. Centro di massa. Momento di una forza. Momento di inerzia. Equazione fondamentale della dinamica rotazionale. Momento angolare e sua conservazione.


Meccanica dei fluidi

Densità. Pressione e sue unità di misura. Il principio di Pascal. Elevatore idraulico. Pressione idrostatica. Legge di Stevino. Vasi comunicanti. Pressione atmosferica e sua misura. Barometri e manometri. Principio di Archimede. Galleggiamento dei corpi. Fluidi ideali e reali. Moto stazionario e laminare. Equazione di continuità. Portata. Teorema di Bernoulli e sue applicazioni (effetto Venturi, stenosi ed aneurisma). Viscosità. Equazione di Poiseuille. Moto turbolento.


Moto ondulatorio

Onde meccaniche e propagazione di un’onda. Impulso ed onda periodica. Periodicità spaziale e temporale. Differenza tra velocità dell’onda e delle particelle. Onde sinusoidali e lunghezza d’onda. Fronti d’onda. Onde circolari rettilinee, piane e sferiche. Energia trasportata dall’onda e sua intensità. Velocità ed intensità. Onde trasversali e longitudinali. Riflessione. Rifrazione. Diffrazione. Interferenza. Onde stazionarie.


Termologia

Equilibrio termodinamico e concetto di temperatura. Temperatura e termometri. Scale termometriche. Punto triplo dell’acqua. Dilatazione termica di solidi, liquidi e gas. Leggi di Boyle, Charles e Gay-Lussac. Scala della temperatura assoluta. Equazione di stato dei gas perfetti. Cenni sulla interpretazione molecolare della temperatura. Calore e sua unità di misura. Capacità termica e calore specifico. Misura del calore specifico ed esperienza di Joule. Trasmissione del calore. Conduzione, convezione ed irraggiamento. Cambiamenti di stato.


Elettrostatica

Fenomeni di elettrizzazione e carica elettrica. Conduttori ed isolanti. Legge di Coulomb. Campo elettrico generato da cariche puntiformi. Campo elettrico e linee di forza di cariche puntiformi. Principio di sovrapposizione. Energia potenziale elettrostatica. Potenziale elettrostatico e differenza di potenziale. Analogia tra potenziale gravitazionale e potenziale elettostatico. Definizione di eV. Relazione tra potenziale e campo elettrico. Potenziale in un campo elettrico uniforme. Potenziale elettrostatico prodotto da una o più cariche puntiformi. Energia potenziale elettrostatica di due cariche elettriche puntiformi. Superficie equipotenziale e sue proprietà. Esempi di superfici equipotenziali. Potenziale generato da un dipolo elettrico.

Campo elettrico e potenziale di un conduttore carico isolato (cenni). Induzione elettrostatica. Definizione di capacità e capacità elettrica di un conduttore sferico. Condensatori e capacità di un condensatore piano. Condensatori collegati in serie e parallelo. Energia elettrostatica di un condensatore ed energia associata al campo elettrico. Dielettrici in un condensatore. Legge di Coulomb in presenza di un dielettrico.


 

Cos’è la fisica
(spunti liberamente elaborati  dall’introduzione a “La fisica per i licei scientifici” di Ugo Amaldi, Zanichelli ed.)

La fisica è soprattutto un metodo di comprensione della realtà. Nel nostro contesto la realtà va intesa come l’insieme degli aspetti osservabili e misurabili della natura.
Tale metodo consiste nella costruzione e nell’uso di strutture matematiche - spesso assai astratte e complesse - che sono rappresentazioni idealizzate di fenomeni fisici e che vengono codificate in leggi, teorie e modelli.

                Proprio perché la fisica è uno dei metodi di comprensione della realtà, l’immagine scientifica del mondo  ha il compito non di sostituire,  ma di affiancare  la tensione morale, lo spirito religioso, le idee forza, le tradizioni, le aspirazioni con cui ciascuno di noi dà  senso alla propria vita.
Coloro che avranno acquisito una visione scientifica dell’universo materiale vedranno con occhi diversi se stessi e gli altri, le proprie idee e le proprie motivazioni, ma non avranno perso la capacità di meravigliarsi, di provare emozioni, di credere e di amare. (U.Amaldi)

La legge fisica esprime una regolarità nel comportamento di un fenomeno naturale, che viene individuata grazie alla osservazione e alla effettuazione di esperimenti (metodo sperimentale).
Con un processo mentale di induzione, i risultati così ottenuti vengono scritti nella forma più quantitativa possibile, ovvero secondo il linguaggio della matematica, che è lo strumento di pensiero più preciso che l’umanità conosca.
Non è possibile ottenere la sicurezza assoluta circa la validità di una legge sperimentale.

Le teorie sono costruzioni della mente dell’uomo e vengono proposte per integrare in un unico schema mentale i fatti osservati e i risultati di molti esperimenti.
Una teoria scientifica è uno schema logico sufficientemente generale che, partendo da un certo numero di leggi sperimentali e di osservazioni indipendenti, è più predittivo delle leggi e delle osservazioni da cui si è partiti.

Leonardo da Vinci ebbe intuizioni teoriche importanti e la capacità di immaginare applicazioni originali e sorprendenti delle conoscenze acquisite, però non riuscì a sintetizzare l’enorme mole delle sue conoscenze in una teoria, cioè in un quadro culturale unitario. (U. Amaldi)

Una teoria è vera finché è in accordo con i risultati e le osservazioni note; pertanto una teoria è sempre “provvisoriamente vera” in un campo di validità ben definito.

Un modello è una rappresentazione idealizzata di fenomeni fisici, che contiene semplificazioni o ipotesi arbitrarie in un certo campo di applicabilità.
Talvolta una teoria che si è dimostrata non corrispondente a tutti i risultati sperimentali viene degradata a modello; in tal caso il modello rimane utile per predire in modo semplice alcuni fenomeni. Altre volte un modello è una teoria non ancora completa, che però promette di assumere una validità più generale una volta che venga integrata con nuove informazioni.

Gli oggetti dell’indagine scientifica devono essere osservabili e misurabili; in tal caso prendono il nome di grandezze fisiche.
La scelta delle grandezze scientifiche è arbitraria: le grandezze fisiche non vengono “scoperte” dal ricercatore, ma esse sono strumenti concettuali liberamente “inventati”.
Le grandezze fisiche non sono oggetti tangibili, ma concetti della nostra mente.
Una grandezza fisica deve essere definita in modo operativo, cioè la definizione richiede la descrizione degli strumenti usati  e della procedura non ambigua (detta “protocollo”) con cui utilizzarli.

 

Autore: Carlo Lazzaro, settembre ’09

Fonte : http://www.liceocuriel.it/Lazzaro/cos'%C3%A8%20la%20fisica.doc

 

 

Le discipline della Fisica

 

disciplina

ambito di studio

meccanica

studia il moto (cinematica e dinamica) e l'equilibrio (statica) dei corpi

termodinamica

studia le trasformazioni di calore in lavoro, e viceversa, e i fenomeni e le proprietà a esse collegate

acustica

studia i suoni, le foro proprietà e i loro meccanismi di produzione, propagazione, ricezione

elettrodinamica

studia il complesso dei fenomeni relativi all'elettricità e al magnetismo

ottica

studia i fenomeni luminosi, cioè quelli relativi al comportamento delle radiazioni che impressionano l'occhio (radiazioni ottiche) o, più in generale, quelli relativi al comportamento di tutte le radiazioni elettromagnetiche

relatività
speciale

studia il complesso dei fenomeni che avvengono quando i corpi si muovono (o ristretta) con velocità prossime a quella della luce; nell'ambito di questa teoria è formulato il principio di equivalenza fra massa ed energia, che consente, fra  l'altro, di spiegare l'origine dell'energia generata dalle reazioni di fusione e di fissione nucleare

relatività
generale

costituisce la teoria più generale della gravitazione

meccanica
quantistica

studia i sistemi quantizzati, cioè i sistemi in cui le grandezze considerate non possono essere infinitamente piccole, ma sono sempre multiple di una  quantità "discreta", o "quanto" (i quanti sono quantità estremamente piccole di energia e di altre grandezze fisiche, quali carica elettrica, momento magnetico ... ), non ulteriormente divisibile

meccanica
statistica

studia le proprietà dei sistemi costituiti da un gran numero di particelle in movimento disordinato riuscendo a determinarne le configurazioni possibili, mediante il calcolo delle probabilità

fisica nucleare

studia i nuclei atomici e le reazioni in cui sono coinvolti

fisica atomica

studia le proprietà degli atomi

fisica delle
particelle

studia i costituenti ultimi della materia, quali elettroni, neutroni, protoni, mesoni, quark

fisica del plasma

studia i gas costituiti da particelle ionizzate

fisica dello
stato solido

studia le proprietà fisiche dei solidi (per es., quelle elettriche, dielettriche, elastiche, termiche), con particolare attenzione alle proprietà comuni a grandi insiemi di sostanze; costituisce una base fondamentale per lo sviluppo dell'elettronica (per es., con il suo studio dei semiconduttori)


Discipline di confine con altre scienze

fisica molecolare

studia le proprietà delle molecole

astrofisica

studia la struttura e le caratteristiche fisiche dei corpi celesti e della materia  cosmica

geofisica

studia i fenomeni fisici che hanno luogo nell'atmosfera, sulla superficie o  nell'interno della Terra

biofisica

studia, sotto l'aspetto fisico, i fenomeni biologici

criogenia

studia i fenomeni che avvengono a temperature estremamente basse  (il termine deriva dal greco kryos, freddo, gelo)

 

Fonte: http://digilander.libero.it/antoniopalladino/ISA_FILE/fisica/intro_metodo_sperimentale.doc

Autore: Palladino

 

CINEMATICA DEL PUNTO MATERIALE
1.1 Introduzione. 1.2 Moto rettilineo. 1.3 Velocità nel moto rettilineo (Esempio 1.1: lettura).   1.4 Accelerazione nel moto rettilineo (Esempi 1.2, 1.3, 1.4, 1.5: lettura).   1.5 Moto verticale di un corpo (Esempio 1.6: lettura). 1.6 Moto armonico semplice. 2.1 Moto nel piano. Posizione e velocità (tranne “Componenti polari”). 2.2 Accelerazione nel moto piano (in “Componenti cartesiane” solo il primo e l’ultimo paragrafo). 2.3 Moto circolare, fino eq. 2.10 ma compresi i primi paragrafi di pag. 32 (fino eq. 2.15 esclusa). 2.4 Moto parabolico dei corpi (Esempio 2.4: lettura). 2.5 Moto nello spazio. 2.6 Riepilogo sulla cinematica del punto. 5.1 Sistemi di riferimento. Velocità e accelerazione relative. (lettura, escluso “Velocità e accelerazione di un punto rispetto ad un altro). 5.3 Moto di trascinamento traslatorio rettilineo.

DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE 
3.1 Principio d’inerzia. Introduzione al concetto di forza.  3.2 Leggi di Newton.  3.3 Quantità di moto. Impulso. (Esempio 3.1: lettura). 3.4 Risultante delle forze. Equilibrio. Reazioni vincolari. (Esempio 3.2: lettura). 3.5 Classificazione delle forze. 3.6 Azione dinamica delle forze. (Esempi 3.3, 3.4). 3.7 Forza peso. 3.8 Forza di attrito radente (Esempi 3.5, 3.6, 3.7). 3.9 Piano inclinato (Esempio 3.10). 3.10 Forza elastica (Esempi 3.11, 3.12). 3.11 Forza di attrito viscoso (Esempi 3.11, 3.12). 1.7 Moto rettilineo smorzato esponenzialmente. 3.12 Forze centripete (Esempi 3.13, 3.14). 10.1 Richiamo delle proprietà già viste. 10.2 Proprietà dell’equazione differenziale dell’oscillatore armonico (fino pag. 182). Esempio 10.1. 3.13 Pendolo semplice. 10.5 Somma di moti armonici su assi ortogonali (lettura). 10.6 Oscillatore armonico smorzato da una forza viscosa (lettura). (Esempio 10.3: lettura). 10.7 Oscillatore armonico forzato (da “Studio della risposta in funzione di w”: lettura). 10.9 Oscillazioni e onde. 3.14 Tensione dei fili (Esempi 3.15, 3.16, 3.17). 5.2 Sistemi di riferimento inerziali. Relatività galileiana. (lettura). 5.4 Moto di trascinamento rotatorio uniforme (lettura). Esempi 5.3, 5.4, 5.5, 5.6: lettura. 5.5 Alcuni commenti (lettura).

LAVORO ED ENERGIA PER IL PUNTO MATERIALE
4.1 Lavoro. Potenza. Energia cinetica. 4.2 Lavoro della forza peso. (Esempio 4.1). 4.3 Lavoro di una forza elastica. 4.4 Lavoro di una forza di attrito radente. (Esempio 4.3). 4.5 Forze conservative. Energia potenziale. 4.6 Conservazione dell’energia meccanica. (Esempi  4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8: lettura). 10.3 Energia dell’oscillatore armonico (Esempio 10.2: lettura). 4.8 Riepilogo sulla meccanica del punto.

 

IL MOMENTO ANGOLARE
4.7  Momento angolare. Momento della forza.  11.1 Forze centrali.  11.2 La forza gravitazionale.  11.5 Energia potenziale gravitazionale (Esempi  11.1, 11.2, 11.3, 11.4: lettura).

DINAMICA DEI SISTEMI 
6.1 Sistemi di punti. Forze interne e forze esterne. (Esempio  6.1: lettura).  6.2 Centro di massa di un sistema di punti. Teorema del moto del centro di massa. (Esempi  6.2, 6.3, 6.4, 6.5: lettura). 6.3 Conservazione della quantità di moto. (Esempi  6.6, 6.7: lettura).  7.3 Corpo continuo. Densità. Posizione del centro di massa. (Esempio 7.2: lettura). 8.1 Urti tra due punti materiali. 8.2 Urto completamente anelastico. (Esempi 8.1, 8.3: lettura).  8.3 Urto elastico. (Esempio 8.4: lettura).  8.4 Urto anelastico.    

TERMOMETRIA E CALORIMETRIA
12.1 Sistemi e stati termodinamici.  12.2 Equilibrio termodinamico. Principio dell’equilibrio termico. 12.3 Definizione di temperatura. Termometri.  12.7 Calorimetria. (Esempio 12.1: lettura).  12.8 Processi isotermi. Cambiamenti di fase. (Esempio 12.3: lettura).  12.9 Trasmissione del calore.

PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA 
12.6 Trasformazioni termodinamiche. Lavoro e calore. 12.11 Conclusioni riassuntive. 13.1 Leggi dei gas. Equazione di stato dei gas ideali. (Esempi 13.1, 13.2: lettura). 13.3 Trasformazioni di un gas. Lavoro. (Esempi 13.4, 13.5: lettura). 13.4 Calore. Calori specifici. 12.4 Sistemi adiabatici. Esperimenti di Joule. Calore. 12.5 Primo principio della termodinamica. Energia interna.  13.5 Energia interna del gas ideale. 13.6 Studio di alcune trasformazioni. (Esempi 13.6, 13.7, 13.8: lettura).  13.7 Trasformazioni cicliche. (Esempio 13.9: lettura).

SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
14.1 Enunciati del secondo principio della termodinamica. 14.2 Reversibilità e irreversibilità.  14.3 Teorema di Carnot. (Esempio 14.1: lettura). 14.4 Temperatura termodinamica assoluta. 14.5 Teorema di Clausius. 14.6 La funzione di stato entropia. 14.7 Il principio di aumento dell’entropia. 14.8 Calcoli di variazioni di entropia. (Esempio 14.3, 14.4, 14.5: lettura). 14.9 Entropia del gas ideale. 14.10 Energia inutilizzabile. 14.11 Conclusioni termodinamiche sull’entropia.  

Introduzione
 
Campi scalari e vettoriali. Gradiente, divergenza, rotore. Circuitazione e flusso. Teorema della divergenza.
 
 
ELETTROSTATICA NEL VUOTO
 
1.1 Cariche elettriche. Isolanti e conduttori.  1.2 Struttura elettrica della materia.  1.3 La legge di Coulomb.  1.4 Campo elettrostatico.  1.5 Campo elettrostatico prodotto da una distribuzione continua di cariche. 1.6 Linee di forza del campo elettrostatico.  2.1 Lavoro della forza elettrica. Tensione, potenziale.  2.2 Calcolo del potenziale elettrostatico.  2.3 Energia potenziale elettrostatica.  2.4 Il campo come gradiente del potenziale.  2.5 Superfici equipotenziali.  2.7 Il dipolo elettrico.   2.8 La forza su un dipolo elettrico.  3.1 Flusso del campo elettrostatico. Legge di Gauss.   3.3 Alcune applicazioni e conseguenze della legge di Gauss.  3.4  La divergenza del campo elettrostatico.
 
 
ELETTROSTATICA NEI CONDUTTORI E NEI DIELETTRICI
 
4.1 Conduttori in equilibrio. 4.2 Conduttore cavo. Schermo elettrostatico. Strato piano. Discontinuità del campo elettrico.  4.3 Condensatori.  4.4 Collegamento di condensatori. 4.5 Energia del campo elettrostatico. 4.6  Dielettrici. La costante dielettrica.  4.7 Polarizzazione dei dielettrici. Energia del campo elettrostatico.
 
 
CORRENTE ELETTRICA
 
5.1 Conduzione elettrica.   5.2 Corrente elettrica. Corrente elettrica stazionaria.   5.3 Legge di Ohm della conduzione elettrica.  5.4 Modello classico della conduzione elettrica.  5.5. Resistori in serie e parallelo. 5.6 Forza elettromotrice. Legge di Ohm generalizzata.  5.7 Carica e scarica di un condensatore attraverso un resistore 
 
 
MAGNETOSTATICA
 
6.1 Interazione magnetica. Campo magnetico 6.2 Elettricità e magnetismo.  6.2 Forza magnetica su una carica in moto.  6.4 Forza magnetica su un conduttore percorso da corrente. 6.5 Momenti meccanici su circuiti piani.  6.7 Moto di una particella carica in un campo magnetico B.  7.1 Campo magnetico prodotto da una corrente. 7.2 Calcoli di campi magnetici prodotti da circuiti particolari. 7.3 Azioni elettrodinamiche tra fili percorsi da corrente.  7.4 Legge di Ampere. Teorema di equivalenza di Ampere. Divergenza del vettore induzione magnetica. Teorema della circuitazione di Ampere. 7.7 Legge di Gauss per il campo magnetico.
 
 
INDUZIONE ELETTROMAGNETICA
 
8.1 Legge di Faraday dell’ induzione elettromagnetica.  8.2 Origine del campo elettrico indotto e della f.e.m. indotta.   8.3 Applicazioni della legge di Faraday.  8.7 Legge di Ampere-Maxwell.   5.8 Corrente di spostamento.  8.8 Le equazioni di Maxwell. 8.9 Le equazioni di Maxwell in forma differenziale.

 

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