PERCORSO FORMATIVO DI FISICA APPLICATA

Espongo nel seguito i contenuti che a mio parere dovrebbero trovare spazio nei programmi di massima di Fisica Applicata e Fisica Ambientale del corso F.A.S.E., senza entrare troppo nel dettaglio, anche perché sarebbe del tutto inutile farlo viste le molte variabili in gioco (quantità, qualità e disponibilità dei futuri discenti, gusti dell’insegnante, effettive possibilità che corsi di questo tipo possano avere un futuro, visti gli orientamenti generali che informeranno le riforme dei cicli scolastici, ecc.).

CLASSE TERZA

MECCANICA - principi di conservazione (quantità di moto - energia meccanica - momento angolare) e loro applicazioni: urti - sistema massa-molla - dinamica del corpo rigido (momento d’inerzia) - fluidodinamica (Bernoulli).

TERMODINAMICA - generalizzazione della conservazione dell’energia - principi della termodinamica - entropia - interpretazione statistica.

ELETTROMAGNETISMO - campi elettrici e magnetici statici (teoremi di Gauss) - circuitazione (t. di Ampère) - moto di cariche elettriche in detti campi - cenni su spettrografo di massa e ciclotrone - induzione elettromagnetica (Faraday - Lenz) - autoinduzione - densità di energia dei campi elettrici e magnetici - principali caratteristiche della corrente alternata - impedenza - circuito RC e circuiti oscillanti (qualitativamente).

CLASSE QUARTA

ONDE MECCANICHE E ACUSTICA - Cinematica e dinamica del moto armonico - propagazione delle onde - velocità di un’onda in una corda - potenza e intensità - principio di sovrapposizione - principio di Huyghens - interferenza e diffrazione - onde stazionarie - risonanza - onde sonore - propagazione e velocità delle onde longitudinali - propagazione delle onde di pressione - intensità del suono - battimenti - effetto Doppler

ONDE ELETTROMAGNETICHE - corrente di spostamento - sintesi dei fenomeni elettromagnetici - equazioni di Maxwell - onde elettromagnetiche

OTTICA GEOMETRICA - Modelli ondulatorio e corpuscolare della luce - riflessione - rifrazione - riflessione totale - specchi piani e sferici - lastre e prismi - diottro - lenti sottili - strumenti ottici

OTTICA ONDULATORIA - Ottica ondulatoria - esperienza di Young - coerenza - intensità nelle figure di interferenza - interferenza con lamine sottili - diffrazione da una fenditura - diffrazione da due fenditure - reticoli - potere risolutivo e disperdente di un reticolo - polarizzazione - leggi di Malus e di Brewster

LA “VECCHIA” TEORIA DEI QUANTI - crisi dell’elettromagnetismo classico - radiazione di cavità - effetto fotoelettrico - effetto Compton - spettri atomici - formula di Rydberg - atomo di Bohr - ipotesi di de Broglie.

CLASSE QUINTA

MECCANICA ONDULATORIA - relazioni di indeterminazione - equazione di Schrödinger - significato fisico della funzione d’onda - buca di potenziale infinita - buca di potenziale finita (trattazione qualitativa) - effetto tunnel.

FISICA ATOMICA - i numeri quantici n, l, m_l - lo spin e il numero quantico m_s - momenti magnetici associati - accoppiamento spin - orbita - interpretazione della struttura fine delle righe spettrali (caso del Na) - i numeri quantici e la tavola periodica - i raggi X - il laser - teoria quantistica della conduzione - semiconduttori.

FISICA NUCLEARE - Il nucleo dell’atomo - energia di legame e difetto di massa - radioattività naturale - legge del decadimento radioattivo - costante di decadimento - tempo di dimezzamento - vita media - equilibrio secolare - decadimento a, decadimento b, diseccitazione g, reazioni nucleari - fissione - reattori a fissione (²³⁵U) - fusione - criterio di Lawson.

INTERAZIONE DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI CON LA MATERIA E LORO RIVELAZIONE - Perdita di energia delle particelle cariche pesanti - formula di Bethe - ionizzazione delle particelle cariche pesanti nei gas - curve di Bragg - range delle particelle cariche pesanti nella materia - interazione delle particelle cariche leggere - range di particelle b ed elettroni nella materia - interazione delle radiazioni elettromagnetiche ionizzanti con la materia - attenuazione di un fascio collimato nella materia - l’effetto fotoelettrico - l’effetto Compton - la creazione di coppie - curva caratteristica dei rivelatori a gas - contatore Geiger - Müller, sua tensione di lavoro e misura del tempo morto col metodo della doppia sorgente - scintillatori - il fotomoltiplicatore - spettroscopia g mediante cristallo di NaI(Tl) - rivelatori a semiconduttore (Si e Ge).