Facoltà di Scienze MM. FF. NN. - Dipartimento di...

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Università degli studi di Milano-Bicocca

Facoltà di Scienze

MM. FF. NN.

Corso di laurea in

FISICA

2009-2010 DM 509/99

ATTIVA PER IL 3° ANNO

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PRESENTAZIONE

La Fisica è la Scienza che mediante l’osservazione e la misura di quantità significative, studia i fenomeni naturali interpretando le relazioni tra loro esistenti. Lo sviluppo di strumenti e metodi sempre più avanzati nell’ambito della fisica, danno origine ad importanti sviluppi tecnologici e teorici ed a preziose sinergie tra la Fisica e molte altre discipline. Oltre ad avere una sua identità ed autonomia, la Fisica fornisce elementi fondamentali,che costituiscono un riferimento di altre discipline scientifiche quali, ad esempio, Matematica, Chimica, Biologia, Scienze dei Materiali, Geologia, Informatica, Economia, Scienze Ambientali, Medicina.

IL CORSO DI LAUREA IN FISICA

Il Corso di Laurea di primo livello, triennale, in Fisica è un percorso formativo unitario che sviluppa conoscenze dalla Fisica classica alla Fisica moderna. In una prima fase vengono affrontate le metodologie tipiche dell’indagine scientifica sulla natura, sia con lezioni teoriche, sia con laboratori di misura e di calcolo. In una seconda fase si approfondiscono tematiche a scelta tra quelle che sono attualmente oggetto di maggiore interesse: Fisica Teorica, Fisica delle Particelle elementari, Astrofisica, Biofisica e Fisica Medica, Fisica dei Plasmi, Fisica dello Stato Solido, Elettronica Digitale e Fisica Ambientale. Una competenza più approfondita è acquisita nello stage finale, effettuato presso uno dei gruppi di ricerca presenti nel Dipartimento di Fisica, in altri Dipartimenti dell’Ateneo, in collaborazione con Centri di Ricerca nazionali ed internazionali ed industrie ad alta tecnologia. Lo scopo è di stimolare la curiosità verso i fenomeni naturali, educare all’utilizzo di strumenti di misura, affinare il senso critico per l’interpretazione delle osservazioni. La solida cultura scientifica di base, acquisita nel Corso di Laurea in Fisica, risulta vincente per affrontare un’analisi interdisciplinare di sistemi complessi, con la versatilità necessaria per utilizzare al meglio tecnologie e conoscenze in rapida evoluzione. E' inoltre possibile, nell’ambito del programma Socrates/Erasmus ([email protected]), concorrere a borse di studio, della durata di un anno, presso Università europee, al fine di approfondire particolari temi di studio con il pieno riconoscimento delle conoscenze acquisite. La Laurea in Fisica consente di accedere senza debiti formativi alla Laurea Specialistica in Fisica e alla Laurea Specialistica in Astrofisica e Fisica dello Spazio, attivate presso questo Ateneo.

PROSEGUIMENTO DEGLI STUDI

I corsi di Laurea Magistrale in Fisica e Laurea Magistrale in Astrofisica completano la formazione del fisico, iniziata con la Laurea in Fisica, sviluppando i metodi e approfondendo i contenuti scientifici generali. Forniscono inoltre solide competenze professionali specifiche al curriculum scelto dallo studente. In particolare nel corso del biennio attraverso i corsi, la frequenza dei Laboratori e soprattutto nell' anno di preparazione della Tesi di Laurea, lo studente acquisirà sia padronanza di metodi e contenuti scientifici avanzati sia capacità indispensabili per assumere ruoli di responsabilità nella ricerca, nello sviluppo di tecnologie innovative, nella progettazione e gestione di strumentazione complessa.

IL CORSO DI LAUREA MAGISTRALE FISICA

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Il corso di Laurea Magistrale in Fisica si articola nei curricula di Fisica Teorica, Fisica delle Interazioni Fondamentali, Biofisica, Fisica dello Stato Solido, Fisica dei Plasmi, Elettronica, Fisica applicata all’Ambiente e alla Medicina. Il laureato avrà acquisito familiarità con il metodo scientifico di indagine e interpretazione dei fenomeni. Avrà quindi padronanza degli strumenti matematici, informatici e di laboratorio essenziali per l’analisi, l’interpretazione e la riduzione di sistemi complessi. Si evidenzia il valore particolarmente formativo della frequenza di laboratori ad alta specializzazione. Sono attivi i Laboratori di Criogenia, di Fisica del Plasma, di Biofisica e Fisica Medica, di Misure a Radiofrequenza e Microonde, di Calcolo Avanzato, di Fisica dei Materiali (Dipartimento di Scienza dei Materiali), i Laboratori di ricerca dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e dell’Istituto Nazionale di Fisica della Materia e l’Osservatorio Astronomico di Brera. La Tesi di Laurea Magistrale si svolge su argomenti di ricerca di base o applicata, presso il Dipartimento di Fisica o altri Dipartimenti dell’Ateneo anche in collaborazione con Centri di Ricerca nazionali ed internazionali ed industrie ad alta tecnologia.

IL CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN ASTROFISICA

Il Corso di Laurea Magistrale in Astrofisica, di due anni, completa la formazione dei laureati triennali In fisica o in Astronomia sviluppando ed approfondendo i contenuti scientifici generali e la loro applicazione allo studio dell' Universo. Il corso prevede due sottoindirizzi, uno rivolto all' Astrofisica e alla Cosmologia ed uno allo Spazio extraterrestre vicino. L' attività di preparazione della tesi viene svolta presso i gruppi di ricerca operanti all' interno del Dipartimento di Fisica, presso i piu' importanti organismi nazionali che svolgono o supportano la ricerca come INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica in cui sono confluiti i vecchi Osservatori Astronomici), CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche), INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare), PNRA (Programma Nazionale per le Ricerche in Antartide), ASI (Agenzia Spaziale Italiana) o anche presso industrie, in particolare quelle del settore spaziale, operanti nell' area milanese. Sono inoltre comuni rapporti con gruppi ed enti di ricerca internazionali, tra cui in particolare ESO (European Southern Observatory) ed ESA (European Space Agency).

FORMAZIONE POST LAUREAM

Le formazione acquisita in entrambi i Corsi di Laurea Magistrale è ampiamente riconosciuta ed apprezzata e apre ai laureati prospettive interessanti nella ricerca fondamentale ed applicata in molti settori scientifico-tecnologici. Le competenze professionali acquisite risultano particolarmente utili nell’industria avanzata. E’ inoltre possibile, dopo il conseguimento delle Lauree Magistrali accedere, per concorso e con borsa di studio, al Dottorato di Ricerca in Fisica ed Astronomia di questo Ateneo e svolgere una attività di ricerca di livello internazionale in uno dei settori scientifici attivati nel Dipartimento di Fisica. PER SAPERNE DI PIÙ

CONSIGLIO DI COORDINAMENTO DIDATTICO DI SCIENZE E TECNOLOGIE FISICHE E DELLO SPAZIO

Piazza della Scienza 3 - Edificio U2 - 20126 Milano http://fisica.mib.infn.it Presidente: Prof. Stefano Ragazzi Segreteria Didattica: Tel. : 0264482345 – 2346 Fax : 0264482585 e-mail: [email protected]

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AVVISO AGLI STUDENTI DEL TERZO ANNO : Modifiche al regolamento didattico a.a. 2007/2008 – Laurea Triennale E’ inserito l’insegnamento di: Complementi di Struttura della Materia – SSD Fis/03 – 4cfu tra le attività obbligatorie in ambito G dei seguenti percorsi: Astrofisica Biofisica e Fisica Medica Elettronica dei Sistemi Digitali Fisica Ambientale Particelle Elementari Struttura della Materia – Fisica dei Plasmi Il percorso Teorico Generale è escluso dalle precedenti modifiche, il percorso Struttura della Materia Fisica dello Stato Solido comprende già il corso di Complementi di Struttura della Materia. Sono pertanto disattivati i seguenti insegnamenti: Percorso di Astrofisica: Elettrodinamica Cosmica – Fis/05 – 4cfu Percorso di Biofisica e Fisica Medica: Complementi di Biofisica e Fisica Medica – Bio/10 – 4cfu Percorso di Elettronica dei Sistemi Digitali: Elettronica dei Sistemi Digitali (II mod) – Ing-Fis/07 – 4cfu Strumentazione Elettronica – Ing-Fis/07 - 4cfu Percorso di Fisica Ambientale: Radioattività – Fis/04 – 4cfu Radiazioni Elettromagnetiche – Fis/01 – 4cfu Percorso di Particelle Elementari: Complementi di Fisica Subatomica – Fis/04 – 4cfu Percorso di Struttura della Materia – Fisica dei Plasmi: Ottica Moderna – Fis/01 – 4cfu SI RIPORTA DI SEGUITO IL REGOLAMENTO DELL’ANNO ACCADEMICO 2007/2008 SENZA LE MODIFICHE PER CONFRONTO.

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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI MILANO -BICOCCA

Facoltà di Scienze matematiche fisiche e naturali

LAUREA IN Fisica

REGOLAMENTO DIDATTICO - ANNO ACCADEMICO 2007 -2008

DESCRIZIONE Il Corso di Laurea di I livello in Fisica appartiene alla Classe delle Lauree in Scienze e Tecnologie Fisiche (classe 25), ha una durata normale di tre anni ed ha l’obiettivo di assicurare allo studente padronanza di metodi e contenuti scientifici propri della Fisica, nonché l’acquisizione di specifiche conoscenze professionali. Al termine degli studi, dopo l’acquisizione di 180 crediti formativi universitari (cfu) e il superamento della prova finale, viene conferito il titolo avente valore legale di Laureato in Fisica. Al fine di un regolare e proficuo percorso di studi, che porti a conseguire il titolo di studio nei tempi e nei termini previsti, lo studente che intende iscriversi alla Laurea di I Livello in Fisica deve: 1) possedere buone conoscenze di base in ambito matematico e fisico; 2) avere disponibilità e attitudine agli studi scientifici e tecnologici.

Gli studenti attualmente iscritti al Corso di Laurea (Vecchio Ordinamento) in FISICA presso l’Università degli Studi di Milano – Bicocca possono optare per il Corso di Laurea di I Livello in FISICA ottenendo il riconoscimento dei crediti relativi agli esami sostenuti in base ad una apposita tabella di conversione (si veda l’allegato al Regolamento Didattico a.a. 2005 - 2006 reperibile all’indirizzo web http://fisica.mib.infn.it/didattica ). Gli studenti provenienti da altri Co rsi di Laurea o di Diploma Universitario di questo o di altro Ateneo possono essere trasferiti a questo Corso di Laurea, previo riconoscimento da parte del Consiglio di Coordinamento Didattico (o suo Organo) dei crediti acquisiti. I crediti acquisiti nella Laurea di I livello consentiranno l’accesso senza debiti formativi al Corso di Laurea Magistrale (Specialistica) in Fisica (classe 20/S) ed al Corso di Laurea Magistrale (Specialistica) in Astrofisica e Fisica dello Spazio (classe 66/S) dell’Università degli Studi di Milano–Bicocca.

OBIETTIVI Il Corso di Laurea di I Livello è strutturato con l’obiettivo di assicurare allo studente un’adeguata padronanza sia di metodi e contenuti scientifici generali che di specifiche conoscenze nei settori della fisica fondamentale e in settori della fisica applicata quali astronomia e fisica spaziale, fisica biomedica, fisica ambientale, fisica computazionale, elettronica, fisica dello stato solido ed altri settori interdisciplinari della fisica. Il Corso di Laurea di I Livello offre agli studenti percorsi orientati sia a specifiche professionalità direttamente impiegabili nel mondo del lavoro che ad una solida formazione di base in vista di successivi affinamenti. In particolare il Corso di Laurea di I Livello, mediant e attività formative appositamente allestite, ha il fine di preparare laureati in possesso di: • buona conoscenza di base nei diversi settori della fisica classica e moderna; • metodo scientifico di indagine, comprendente capacità di osservazione sperimentale e impiego di modelli e rappresentazioni; • adeguati strumenti matematici, informatici e di laboratorio; • capacità di operare professionalmente in applicazioni scientifico-industriali, mediche, ambientali, ecc., nonché nella diffusione della cultur a scientifica; • conoscenza di almeno una lingua dell’Unione Europea, di norma l’inglese, oltre l’italiano, nell’ambito delle specifiche competenze, per lo scambio di informazioni generali; • adeguati strumenti per la stesura di rapporti tecnico-scientifi ci e per la gestione dell’informazione.

AMBITI OCCUPAZIONALI Prospettive professionali dei laureati in fisica, la cui preparazione è ampiamente riconosciuta ed apprezzata anche a livello internazionale, si hanno attualmente nell'industria (ad es. settori elettronico, informatico e biomedico), nel mondo della ricerca scientifica (enti di ricerca, imprese, università), dell’istruzione e in aree particolari in cui è richiesta la capacità di costruire modelli di realtà complesse non necessariamente fisiche (a d es. banche, imprese finanziarie, società di consulenza). Un’indagine Istat su di un campione di circa 500 laureati in Fisica a Milano mostra che la metà sono assunti dall’industria,

un quinto circa sono attivi nell’università ed in enti di ricerca, e un o su dieci, circa, si dedica all’insegnamento.

CONTENUTI

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I corsi sono svolti prevalentemente presso il Dipartimento di Fisica G. Occhialini dell’Università degli Studi di Milano- Bicocca ed utilizzano le strutture didattiche e scientifiche in esso situate e disponibili. Sono possibili anche attività formative e stage presso Istituti di Ricerca pubblici e privati oltre che presso industrie. L’acquisizione delle competenze da parte degli studenti viene valutata in Crediti Formativi Universitari, di seguito denominati cfu. I crediti formativi stimano il progresso nella formazione dello studente, tenendo conto delle attività formative attuate dal Corso di Laurea e dell’impegno di studio personale da queste richiesto, o di altre attività formative di tipo indi viduale. Ad un cfu corrispondono indicativamente 25 ore di impegno complessivo, distribuite tra lezioni frontali, esercitazioni e attività di laboratorio, studio individuale, attività di stage e tirocinio. Per facilitare il percorso gli insegnamenti sono articolati su tre anni accademici. Il Corso di Laurea di I Livello è articolato in attività formative di base e attività formative dedicate all’approfondimento di alcune tematiche specifiche, compresi alcuni insegnamenti a libera scelta, per un totale di 180 cfu, distribuiti nei tre anni (di norma 60 crediti per anno). Il Corso di Laurea è strutturato in percorsi e comprende: 1) una formazione di base, con crediti comuni a tutti i percorsi; 2) approfondimento di alcune tematiche specifiche nell’ambito di percorsi specifici.

Nell’a.a. 2007/2008 saranno attivati i seguenti percorsi: 1) Astrofisica 2) Biofisica e fisica medica 3) Elettronica dei sistemi digitali 4) Fisica ambientale 5) Particelle elementari 6) Struttura della materia a) Fisica dello stato solido b) Fisica dei plasmi 7) Teorico generale

Nel corso del primo anno, sono previste attività formative con insegnamenti di base e caratterizzanti, per un totale di 60 cfu, comprendenti anche attività di laboratorio e di verifica della conoscenza della lingua straniera (2 cfu) e insegnamenti a scelta per 4 cfu. Nel periodo intercorrente tra il 1 Ottobre e il 30 Novembre del II anno di corso, lo studente deve presentare il piano di studio (con la scelta del curriculum) che dovrà ottenere l’approvazione dell a struttura didattica competente. Qualora tale piano coincida con uno di quelli proposti nel presente regolamento, esso sarà automaticamente approvato. Il piano di studio può essere modificato negli anni successivi. Limitatamente agli insegnamenti di perc orso, fermi restando i percorsi individuati dalla struttura, è data facoltà agli studenti di proporre altri percorsi coerenti con gli obiettivi del corso di Laurea di I Livello in Fisica. Tali piani di studio dovranno essere sottoposti all’approvazione dal Consiglio di Coordinamento Didattico della Laurea e Laurea specialistica in Scienze e Tecnologie Fisiche e dello Spazio. Nel corso del triennio lo studente dovrà anche sostenere gli esami per un totale di almeno 9 cfu, relativi a corsi autonomamente scelti nell’ambito di tutti i corsi offerti dai Corsi di Laurea della Facoltà di Scienze o di altre Facoltà dell’Università degli Studi di Milano Bicocca. Per facilitare la scelta dello studente il CCD può attivare particolari insegnamenti, sentiti anche i rap presentanti degli studenti.

Propedeuticità:

Non è prevista propedeuticità nei corsi.

Prerequisiti:

Gli insegnamenti prevedono, ove necessario, anche l’indicazione nei programmi delle conoscenze necessarie allo studente per una miglior comprensione degli argomenti trattati.

Frequenza:

E’ obbligatoria la frequenza ai seguenti insegnamenti: Al I anno : Laboratorio di Informatica, Esperimentazioni di Fisica; Al II anno : Laboratorio di Informatica per la Fisica, Laboratorio di Fisica; Al III anno : Laboratorio di Elettronica, Laboratorio di Percorso Per tutti gli altri corsi la frequenza è vivamente raccomandata.

Modalità di verifica del profitto Le modalità di verifica del profitto degli studenti sono quelle previste dagli art. 7 e 11 del Regolame nto Didattico di Ateneo. In particolare sono possibili: • per le discipline relative alle attività formative di base, caratterizzanti, affini o integrative e di curriculum: eventuali prove intermedie e prova finale scritta e/o orale con votazione in trentesimi; • per gli insegnamenti articolati in moduli è prevista una verifica del profitto alla fine di ciascun modulo; è tuttavia

7

data facoltà allo studente che lo richiede di sostenere un solo esame per l’insieme dei moduli che costituiscono un unico insegnamento; • per le attività di preparazione della Prova Finale come per altre eventuali attività di tirocinio e stage presso strutture esterne e gruppi di ricerca: certificazione della frequenza da parte di un docente o ricercatore che svolga attività pre sso il Corso di Laurea di I Livello o del Corso di Laurea Specialistica in Fisica. • in conformità con la delibera del Senato Accademico del 3 luglio 2006, gli studenti dei corsi delle Facoltà di Giurisprudenza, Psicologia, Scienze della Formazione, Scienz e MM.FF.NN., Scienze Statistiche, Sociologia, Medicina e Chirurgia immatricolati a partire dall'anno accademico 2006 -2007, devono acquisire i crediti relativi alla conoscenza della lingua straniera previsti dal Regolamento Didattico del Corso di Studio prima di poter sostenere gli esami del secondo e del terzo anno. Sito web di riferimento: www.didattica.unimib.it • per la conoscenza della lingua inglese: superamento dei test predisposti dall’Università; in alternativa, accettazione (da parte di una commissione nominata dal Consiglio di Coordinamento didattico) di certificazioni emesse da enti riconosciuti. Non è prevista l’assegnazione di un voto. • per le ulteriori conoscenze linguistiche, informatiche ecc, qualora i crediti relativi non siano già inseriti nell’insieme dei crediti assegnati ad un corso integrato che si conclude con regolare esame, superamento di un esame con commissione nominata dal Consiglio di Coordinamento didattico.

Curriculum FISICA

Attività comuni a tutti i percorsi:

Anno: 1

Attività obbligatorie

Codice

Denominazione

CFU

Ambiti

Modulo

SSD

CFU

512014

FISICA I (II MODULO)

10

B - Sperimentale-applicativo (10)

FISICA I (II MODULO) FIS/01 10

512016 ELEMENTI DI CHIMICA 6 C - Discipline chimiche (6) ELEMENTI DI CHIMICA CHIM/03 6

512133

ALGEBRA LINEARE E GEOMETRIA

10

G - Ambito aggregato per crediti di sede (2), A - Discipline matematiche

(5), C - Interdisciplinarita e applicazioni (3)

ALGEBRA LINEARE E GEOMETRIA

MAT/03

10

512149

ESPERIMENTAZIONI DI FISICA

8

G - Ambito aggregato per crediti di sede (2), B - Sperimentale-applicativo

(6)

ESPERIMENTAZIONI DI FISICA

FIS/01

8

512010

FISICA I (I MODULO)

5


FISICA I (I MODULO) FIS/01 5

512009 PROVA DI LINGUA INGLESE 2 E - Lingua straniera (2)

ANALISI MATEMATICA I MAT/05 4 512134

ANALISI MATEMATICA I

10



ANALISI MATEMATICA I MAT/05 6

LABORATORIO DI INFORMATICA PER LA FISICA I

INF/01

512130

LABORATORIO DI INFORMATICA PER LA FISICA I

5

A - Discipline informatiche (4), C - Interdisciplinarita e applicazioni (1) LABORATORIO DI

INFORMATICA PER LA FISICA I

INF/01

4

1

Anno: 2

8


Codice

Denominazione

CFU

Ambiti

Modulo

SSD

CFU

512017

FISICA II (I MODULO)

5


FISICA II (I MODULO) FIS/01 5

512021

FISICA II (II MODULO)

10

G - Ambito aggregato per crediti di sede (10)

FISICA II (II MODULO) FIS/01 10

512136

FISICA III (I MODULO)

5

B - Microfisico e della struttura della materia (5)

FISICA III (I MODULO) FIS/03 5

512137

FISICA III (II MODULO)

5

B - Microfisico e della struttura della materia (5)

FISICA III (II MODULO) FIS/04 5

512131

LABORATORIO DI FISICA

10


LABORATORIO DI FISICA FIS/01 10

512135

ANALISI MATEMATICA II

10


ANALISI MATEMATICA II MAT/05 10

A5120004

LABORATORIO DI INFORMATICA PER LA FISICA II

5

G - Ambito aggregato per crediti di sede (2), C - Interdisciplinarita e applicazioni (3)

LABORATORIO DI INFORMATICA PER LA FISICA II

ING-INF/07

5

512138

SISTEMI DINAMICI E MECCANICA CLASSICA

10



SISTEMI DINAMICI E MECCANICA CLASSICA

MAT/07

10

Anno: 3


Codice

Denominazione

CFU

Ambiti

Modulo

SSD

CFU

512100

MATEMATICA PER LA FISICA

5

B - Teorico e dei fondamenti della fisica (5)

MATEMATICA PER LA FISICA

FIS/02

5

512139

ELEMENTI DI MECCANICA QUANTISTICA

5

B - Teorico e dei fondamenti della fisica (5)

ELEMENTI DI MECCANICA QUANTISTICA

FIS/02

5

512140

ELEMENTI DI STRUTTURA DELLA MATERIA

5


ELEMENTI DI STRUTTURA DELLA MATERIA

FIS/03

5

9

512141

LABORATORIO DI ELETTRONICA

9

F - Valore totale se dato disaggregato non disponibile (9)

LABORATORIO DI ELETTRONICA

FIS/01

512142

INTRODUZIONE ALLA FISICA NUCLEARE

5


INTRODUZIONE ALLA FISICA NUCLEARE

FIS/04

5

512030

COMPLEMENTI DI FISICA E ASTROFISICA NUCLEARE

4

B - Astrofisico-geofisico e spaziale (4)

COMPLEMENTI DI FISICA E ASTROFISICA NUCLEARE

FIS/05

4

A5120003 PROVA FINALE 7 E - Prova finale (7)

Anno: non definito

9 CFU sull'ambito D - A scelta dello studente a scelta tra le seguenti attività:

Codice

Denominazione

CFU

Modulo

SSD

CFU

512167 LABORATORIO DI CHIMICA 5 LABORATORIO DI CHIMICA CHIM/03 5

Oltre alle attività sopra elencate si portano all'attenzione dello studente:

- insegnamenti indicati nelle attività opzionali; - altri insegnamenti del Terzo anno del CDL in Fisica; - Insegnamenti delle Lauree Specialistiche in Fisica e in Astrofisica e Fisica dello Spazio, previa approvazione della

9

Commissione Piani di Studio del CCD; - insegnamenti attivati nei diversi corsi di studio dell'Ateneo.

Percorso ASTROFISICA:

Anno: 3


Codice

Denominazione

CFU

Ambiti

Modulo

SSD

CFU

512144

INTRODUZIONE ALL'ASTROFISICA

5


INTRODUZIONE ALL'ASTROFISICA

FIS/05

5

512104

ELETTRODINAMICA COSMICA

4


ELETTRODINAMICA COSMICA

FIS/05

4

6 CFU sull'ambito G - Ambito aggregato per crediti di sede a scelta tra le seguenti attività:

Codice

Denominazione

CFU

Modulo

SSD

CFU

512143

LABORATORIO DI ASTROFISICA

6


FIS/05

6

512145

LABORATORIO DI FISICA MEDICA E BIOLOGICA

6


FIS/07

6

512147

LABORATORIO DI ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI

6


FIS/01

6

512155

LABORATORIO DI FISICA DELLE PARTICELLE

6


FIS/04

6

512158 LABORATORIO DI OTTICA 6 LABORATORIO DI OTTICA FIS/03 6

512161

LABORATORIO DI FISICA DELLO STATO SOLIDO

6


FIS/03

6

Percorso BIOFISICA E FISICA MEDICA:

Anno: 3


Codice

Denominazione

CFU

Ambiti

Modulo

SSD

CFU

512146

ELEMENTI DI BIOFISICA E FISICA MEDICA

5


ELEMENTI DI BIOFISICA E FISICA MEDICA

FIS/07

5

512120

COMPLEMENTI DI BIOFISICA E FISICA MEDICA

4


COMPLEMENTI DI BIOFISICA E FISICA MEDICA

BIO/10

4


Codice

Denominazione

CFU

Modulo

SSD

CFU

512143


6


FIS/05

6

512145


6


FIS/07

6

512147


6


FIS/01

6

10


Codice

Denominazione

CFU

Ambiti

Modulo

SSD

Codice

Denominazione

CFU

Modulo

SSD

CFU

512155


6


FIS/04

6


512161


6


FIS/03

6

Percorso ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI:

Anno: 3


Codice

Denominazione

CFU

Ambiti

Modulo

SSD

CFU

512153

ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI (I MOD.)

5


ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI (I MOD.)

FIS/01

5


Codice

Denominazione

CFU

Modulo

SSD

CFU

512081

ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI (II MOD.)

4

ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI (II MOD.)

ING-INF/07

4

512122

STRUMENTAZIONE ELETTRONICA

4

STRUMENTAZIONE ELETTRONICA

ING-INF/07

4


Codice

Denominazione

CFU

Modulo

SSD

CFU

512143


6


FIS/05

6

512145


6


FIS/07

6

512147


6


FIS/01

6

512155


6


FIS/04

6


512161


6


FIS/03

6

Percorso FISICA AMBIENTALE:

Anno: 3

CFU

11

Codice

Denominazione

CFU

Ambiti

Modulo

SSD

CFU

512119

PROTEZIONISTICA AMBIENTALE

5


PROTEZIONISTICA AMBIENTALE

BIO/10

5


Codice

Denominazione

CFU

Modulo

SSD

CFU

512106

RADIAZIONI ELETTROMAGNETICHE

4

RADIAZIONI ELETTROMAGNETICHE

FIS/01

4

512107 RADIOATTIVITA' 4 RADIOATTIVITA' FIS/04 4


Codice

Denominazione

CFU

Modulo

SSD

CFU

512143


6


FIS/05

6

512145


6


FIS/07

6

512155


6


FIS/04

6

512147


6


FIS/01

6


512161


6


FIS/03

6

Percors o PARTICELLE ELEMENTARI:

Anno: 3


Codice

Denominazione

CFU

Ambiti

Modulo

SSD

CFU

512154

INTRODUZIONE ALLA FISICA SUBATOMICA

5


INTRODUZIONE ALLA FISICA SUBATOMICA

FIS/04

5

512103

COMPLEMENTI DI FISICA SUBATOMICA

4


COMPLEMENTI DI FISICA SUBATOMICA

FIS/04

4


Codice

Denominazione

CFU

Modulo

SSD

CFU

512143


6


FIS/05

6

512145


6


FIS/07

6

512147


6


FIS/01

6

12

512155


6


FIS/04

6

Codice

Denominazione

CFU

Modulo

SSD

CFU


512161


6


FIS/03

6

Percorso STRUTTURA DELLA MATERIA FISICA DEI PLASMI:

Anno: 3


Codice

Denominazione

CFU

Ambiti

Modulo

SSD

CFU

512157

ONDE ELETTROMAGNETICHE E PLASMI

5


ONDE ELETTROMAGNETICHE E PLASMI

FIS/01

5

4 512105

OTTICA MODERNA

4


OTTICA MODERNA FIS/01


Codice

Denominazione

CFU

Modulo

SSD

CFU

512143


6


FIS/05

6

512145


6


FIS/07

6

512147


6


FIS/01

6

512155


6


FIS/04

6


512161


6


FIS/03

6

Percorso STRUTTURA DELLA MATERIA FISICA DELLO STATO SOLIDO:

Anno: 3


Codice

Denominazione

CFU

Ambiti

Modulo

SSD

CFU

512162

COMPLEMENTI DI STRUTTURA DELLA MATERIA

4


COMPLEMENTI DI STRUTTURA DELLA MATERIA

FIS/03

4

512160

INTRODUZIONE ALLA FISICA DELLO STATO SOLIDO

5


INTRODUZIONE ALLA FISICA DELLO STATO SOLIDO

FIS/03

5

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Codice

Denominazione

CFU

Modulo

SSD

CFU

512143


6


FIS/05

6

512145


6


FIS/07

6

512147


6


FIS/01

6

512155


6


FIS/04

6


512161


6


FIS/03

6

Percorso TEORICO GENERALE:

Anno: 3


Codice

Denominazione

CFU

Ambiti

Modulo

SSD

CFU

512163

LABORATORIO DI CALCOLO NUMERICO E SIMBOLICO

6


LABORATORIO DI CALCOLO NUMERICO E SIMBOLICO

FIS/02

6

5 512165

MECCANICA QUANTISTICA

5


MECCANICA QUANTISTICA FIS/02

4

512102

RELATIVITA'

4


RELATIVITA' FIS/02

PROVA FINALE Per essere ammesso alla prova finale, lo studente deve aver conseguito i crediti relativi alle attività previste dal presente regolamento che, sommati a quelli da acquisire nella prova finale, gli consentano di ottenere almeno 180 cfu. Per accedere alla prova finale lo studente dovrà preparare una relazione scritta su un’attività di ricerca e/o

approfondimento di tematiche scientifiche strettamente correlate con la Fisica e con il piano di studio da lui scelto, svolta, sotto la supervisione di un docente-tutor, durante uno stage presso gruppi di ricerca dell’Università degli Studi di Milano - Bicocca, o presso altre Università, Istituti di Ricerca e/o Società pubbliche o private, previa approvazione del Consiglio di Coordinamento didattico che provvederà anche a nominare il supervisore tutor individuandolo tra i suoi membri. Nel caso di attività svolta al di fuori dell’Università degli Studi di Milano – Bicocca, il Consiglio di Coordinamento didattico provvederà a nominare anche un supervisore esterno, individuato tra il personale operante presso l’ente ospitante. Di norma lo stage si svolge nel corso del terzo anno. L’impegno temporale previsto per il suo svolgimento è equivalente a un mese a tempo pieno. Le attività relative alla preparazione della prova finale comporteranno l’acquisizione di 7 cfu.

La prova finale per il conseguimento del titolo di studio consiste nella discussione orale di una relazione scritta concernente l’attività svolta durante lo stage, approvata dal supervisore interno, sentito anche il parere del supervisore esterno, nel caso di stages esterni all’Università degli Studi di Milano - Bicocca.

La discussione si svolgerà in seduta pubblica davanti ad una commissione di docenti appositamente nominata. La valutazione complessiva, espressa in centodecimi, sarà espressa dalla Commissione tenendo conto sia della prova finale che della carriera dello studente. Per facilitare tale valutazione alla Commissione sarà fornita la media, (trasformata da

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trentesimi a centodecimi) dei voti conseguiti nei singoli esami superati, pesata sui crediti associati ad ogni corso, escludendo i corsi il cui esito non da luogo a votazione numerica.

Il diploma che verrà rilasciato dichiarerà il conferimento della Laurea di I Livello in Fisica con percorso e appartenenza alla Classe delle lauree universitarie con il numero e la denominazione che caratterizza il valore legale del titolo conseguito.

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INFORMAZIONI UTILI La sede del corso di laurea è situata in: Piazza della Scienza 3 – Ed. U2 20126 Milano

Lo studente potrà ricevere ulteriori informazioni presso: Segreteria didattica del corso di laurea Telefono: 02.6448.2345 Fax: 02.6448.2585 e-mail: [email protected] sito web: http://fisica.mib.infn.it

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INDICE DEI PROGRAMMI

Complementi di fisica e astrofisica nucleare .....................................................................................24 Complementi di struttura della materia..............................................................................................43 Elementi di biofisica e fisica medica .................................................................................................35 Elementi di meccanica quantistica.....................................................................................................19 Elementi di struttura della materia .....................................................................................................20 Elettronica dei sistemi digitali (I modulo) .........................................................................................41 Introduzione all’astrofisica ................................................................................................................34 Introduzione alla fisica dello stato solido ..........................................................................................37 Introduzione alla fisica nucleare ........................................................................................................22 Introduzione alla fisica subatomica....................................................................................................36 Laboratorio di astrofisica ...................................................................................................................26 Laboratorio di calcolo numerico e simbolico ....................................................................................30 Laboratorio di elettronica...................................................................................................................21 Laboratorio di elettronica dei sistemi digitali ....................................................................................31 Laboratorio di fisica ambientale ........................................................................................................33 Laboratorio di fisica delle particelle ..................................................................................................27 Laboratorio di fisica dello stato solido...............................................................................................29 Laboratorio di fisica medica e biologica............................................................................................32 Laboratorio di Ottica..........................................................................................................................28 Matematica per la fisica .....................................................................................................................18 Meccanica quantistica ........................................................................................................................39 Onde elettromagnetiche e plasmi.......................................................................................................38 Protezionistica Ambientale ................................................................................................................42 Relatività ............................................................................................................................................44

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Programma degli insegnamenti del III anno di Corso

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Matematica per la fisica 5 cfu

Alessandro Tomasiello

Modalità dell'esame: Scritto e orale. Tipologia didattica: 3.5 CFU lezioni frontali, 1.5 CFU esercitazioni Obiettivi dell'insegnamento: Introdurre l'analisi complessa, gli spazi di Hilbert e le distribuzioni. Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi due anni. Programma: Richiami sui numeri complessi e loro proprieta'. Cenno alle distribuzioni. Spazi di Banach e di Hilbert. Spazi L^p. Serie di Fourier. Operatori negli spazi di Hilbert. Trasformata di Fourier. Teorema di decomposizione spettrale. Analisi complessa. Funzioni olomorfe. Serie di potenze nel campo complesso. Teorema di Chauchy. Serie di Laurent. Teorema dei residui. Trasformata di Laplace. Argomenti scelti di analisi complessa. Title of the course: MATHEMATICS FOR PHYSICS credits: 5 Lecturer: Alessandro Tomasiello Examination: Written + oral. Aims: Introduction to complex analysis and Hilbert spaces. Prerequisite: Mathematics and Physics courses of the first two years. Program: Summary on complex numbers and their properties. Brief introduction to distributions. Banach and Hilbert spaces. L^p spaces. Fourier series. Operators in Hilbert spaces. Fourier transform. Theorem of spectral decomposition. Complex analysis. Holomorphic functions. Power series in the complex domain. Chauchy theorem. Laurent series. Residue theorem. Laplace transform. Selected topics in complex analysis.

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Elementi di meccanica quantistica 5 cfu

Alberto Zaffaroni

Modalità dell’esame: scritto e orale. Tipologia didattica: 5 cfu (3.5 di lezione frontale, 1.5 di esercitazioni) Obiettivi dell’insegnamento: Introduzione ai principi della meccanica quantistica. Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi due anni. Programma: L'equazione di Schroedinger e la sua interpretazione probabilistica. Il principio di indeterminazione. Proprieta' generali dell'equazione di Schroedinger. Barriere e buche di potenziale; l'oscillatore armonico; potenziali periodici; moto in un campo centrale; l'atomo di idrogeno. I principi generali della Meccanica Quantistica. Interazione con un campo elettromagnetico classico. Quantizzazione del momento angolare. Spin e sistemi a due livelli. Title of the course: INTRODUCTORY QUANTUM MECHANICS Credits: 5 cfu Lecturer: Alberto Zaffaroni Examination: Written and Oral Aims: Introduction to the principles of Quantum Mechanics. Prerequisite: Mathematics and Physics of the first two years. Main topics: Schroedinger equation and its statistic interpretation. Heisenberg uncertainty relation. General properties of Schroedinger equation. Barriers and wells; harmonic oscillator; hydrogen atom; periodic potential. The general principles of quantum mechanics. Interaction with a classic electromagnetic field. Quantization of angular momentum. Spin and two level systems.

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Elementi di struttura della materia 5 cfu

Marco Bernasconi

Modalità dell’esame: Scritto + Orale Obiettivi dell’insegnamento: La comprensione della struttura fisica e delle proprietà ottiche degli atomi e delle molecole mediante lo strumento della meccanica quantistica. Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi tre semestri e il corso di Fisica III. Programma: Introduzione elementare alla meccanica quantistica. L’atomo di idrogeno e idrogenoidi. Il momento angolare orbitale e di spin. Momenti magnetici. Interazione spin-orbita. Proprietà ottiche e regole di selezione. Sistemi quantistici a più particelle. Simmetria della funzione d’onda. Spin semi-interi e principio di esclusione. L’atomo di elio e atomi a più elettroni. Teorie di Hartree e di Hartree-Fock. Schemi di accoppiamento. Regole di Hund. Effetti del campo magnetico. Le molecole: stati elettronici e legame chimico, rotazioni e vibrazioni. Spettroscopia molecolare. Title of the course: STRUCTURE OF MATTER (ELEMENTS) credits: 5 Lecturer: Marco Bernasconi Examination: Written + Oral Aims: Understanding the physical structure and the optical properties of atoms and molecules by means of quantum mechanics. Prerequisite: Mathematics and Physics of the first three semesters and the course of Modern Physics. Main topics: A basic introduction to quantum mechanics. The hydrogen and hydrogenic atoms. Orbital and spin angular momenta. Magnetic moments. Spin-orbit interactions. Optical spectra and selection rules. Many-particle systems and wave-function symmetry. Half-integer spin and Pauli exclusion principle. Helium and many-electron atoms. Hartree and Hartree-Fock theories. Coupling schemes. Hund rules. Magnetic-field effects. Molecules: electronic states and chemical bonding, rotations and vibrations. Molecular spectroscopy.

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Laboratorio di elettronica 9 cfu

Andrea Baschirotto

Modalità dell’esame: prova orale basata sulle relazioni, presentate dagli studenti, sulle attività sperimentali svolte in laboratorio Obiettivi dell’insegnamento: Dare agli studenti la preparazione di base in elettronica lineare e in elettronica digitale, necessaria per utilizzare con profitto nelle sperimentazioni la moderna strumentazione elettronica di misura. Prerequisiti. Aver frequentato e sostenuto l’esame di Fisica II e il Laboratorio di Fisica. Programma: La prima parte, dedicata all’elettronica lineare, introduce gli elementi base della teoria ideale delle reti elettriche, i componenti attivi e passivi, i componenti a semiconduttore (diodi e transistor), gli amplificatori a transistor, la controreazione negativa e positiva, gli amplificatori integrati e le funzioni integrate speciali. Viene insegnato l’uso di PSPICE per l’analisi dei circuiti reali. E’ strutturata su 28 ore di lezione cui seguono 32 ore di sperimentazione pratica in laboratorio, con l’uso di moderna strumentazione. La seconda parte, dedicata all’elettronica digitale, introduce gli elementi di logica booleana, l’algebra di Boole, l’analisi e la sintesi della logica combinatoria e della logica sequenziale impulsata. Viene sviluppato un software per microcontrollore, in linguaggio assembler. E’ strutturata su 12 ore di lezione cui seguono 16 ore di sperimentazione pratica in laboratorio, con l’uso di moderna strumentazione. Title of the course: ELECTRONICS LABORATORY credits: 9 Lecturer: Andrea Baschirotto Examination: Oral discussion of the experimental work, carried out during the laboratory activities, based on written reports presented by the students. Aims: Give the basic knowledge of linear and digital electronics in order to understand the use and response of the modern electronic measuring instrumentation used in the experimental measurements. Main topics: The first part, devoted to basic linear electronics, presents the basics of the ideal theory of electrical networks, active and passive components, semiconductor components (diodes and transistors), transistor amplifiers, negative and positive feedback, monolithic ampliers and integrated special functions. For real circuit analysis PSPICE is used. 28 hours of lessons are followed by 32 hours of laboratory experiments. The second part, devoted to digital electronics, gives the basics of boolean logic, boolean algebra, analysis and synthesis of combinatorial logic and pulsed sequential logic. A microcontroller software, in assembly language, is developed and tested. 12 hours of lessons are followed by 16 hours of laboratory experiments, with the use of modern test instrumentation.

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Introduzione alla fisica nucleare 5 cfu

Chiara Brofferio

Modalità dell’esame: Orale Obiettivi dell’insegnamento: Il corso intende soprattutto presentare allo studente le basi della fisica nucleare moderna e qualche sua applicazione ad altri campi della scienza quali la fisica ambientale e medica, ed alle fonti di energia . Il corso comprende anche lo studio delle interazioni delle particelle con la materia ed esercitazioni dedicate alla soluzione di problemi. Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi due anni e del corso di Elementi di Struttura della Materia del I semestre del Terzo anno Programma: CENNI DI FISICA NUCLEARE : Vari tipi di interazione e loro sezione d’urto, Cammino di interazione e di assorbimento Vari tipi di nucleo. La separazione isotopica. Raggio e massa nucleare. Difetto di massa ed energia di legame totale e media. Legge di disintegrazione radioattiva. Radioattività alfa, beta e gamma. La determinazione di massa del neutrino elettronico. L' effetto Mossbauer. Radioattività naturale ed artificiale. Equilibrio secolare e sua rottura. Unità di misura di radioattività e di dosimetria delle radiazioni.Sistema SI. Cenno ai modelli nucleare. Massa nucleare. Formula di Weiszacker. La scoperta del neutrone. Reazioni nucleari. Produzione naturale di trizio e di Carbonio-14. Metodi di datazione. Elementi transuranici.. La fissione nucleare. Cenni ai reattori nucleari. Le reazioni di fusione all' interno del sole. La fusione terrestre. Cenni alla produzione di energia di fusione. Momento magnetico del nucleo e risonanza magnetica nucleare. Esperimenti per la determinazione del momento magnetico del nucleo. Applicazione della risonanza magnetica nucleare in medicina LE INTERAZIONI DELLE PARTICELLE CON LA MATERIA Interazioni delle particelle cariche (direttamente ionizzanti). Scattering alla Rutherford di una particella. Interazione di una particella carica in relazione al parametro di impatto . Ionizzazione ed eccitazione. Perdita di energia di collisione per particelle pesanti ed elettroni. Fluttuazioni della perdita di energia. Ionizzazione primaria totale e probabile di una particella. Perdita di energia per radiazione e suo confronto con la perdita di energia per ionizzazione in funzione dell’energia. Range e straggling. La curva di Bragg in radioterapia. Effetto Cerenkov. Interazione dei fotoni con la materia: sezione d' urto e coefficiente di assorbimento massico. Effetto fotoelettrico, effetto Compton e formazione di coppie. Loro sezione d’urto in funzione dell’energia e del numero atomico Title of the course: Introduction to nuclear physics credits: 5 Lecturer: Chiara Brofferio Examination: Oral Aims: Aims of the course are mainly presentations to the students of the basic elements of modern nuclear physics and some of its application to other fields of science like environmental and medical physics, and energy sources. The course include also the study of the interactions of particles with matter and exercises devoted to problems solution. Prerequisite: The elements of the courses in Physics and Mathematics of the first two years and of the Structure of Matter in the first semester of the third year. Main topics: Various interaction types and their cross sections. Interaction and absorption lengths. Various types of nuclei. Isotopic separation. Nuclear radius and mass. Mass defect and total and average binding energy. Radioactive disintegration law. Alpha, beta and gamma radioactivity. Determination of the mass of the electron neutrino. Natural and artificial radioactivity. Secular

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equilibrium and its breaking. Radiation unities and doses. System. Elements on nuclear models. Nuclear mass and the Weitszacker formula. Nuclear reactions, the discovery of the neutron. Natural production of tritium and Carbonium-14. Dating methods. Transuranic elements. Nuclear fission. Elements on nuclear reactors. Fusion reactions inside the Sun. Terrestrial fusion. Elements on possible production of fusion energy. Experiments on nuclear magnetic moment and nuclear magnetic resonance. Application of nuclear magnetic resonance in medicine PARTICLE INTERATIONS WITH MATTER Charged (directly ionizing) particle interactions. Rutherford interaction of a particle. Interaction of a charged particle in connection with its impact parameter. Ionization and excitation. Collision energy loss for heavy particles and electrons. Fluctuations of energy loss. Primary and probable energy loss of a particle. Radiation energy loss and its comparison with ionization energy loss as a function of energy. Range and straggling. The Bragg curve in radiotherapy. Cherenkov effect. Interaction of photons with matter: cross section and massic absorption coefficient. Photoelectric and Compton effect and pair formation and the behaviour of their cross section as a function of energy and atomic number.

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Complementi di fisica e astrofisica nucleare 4 cfu

Chiara Brofferio

Modalità dell’esame: Orale Obiettivi dell’insegnamento: Il corso intende soprattutto presentare allo studente le basi della fisica subnucleare e di astrofisica moderna con particolare riferimento all’ astrofisica particellare. Il corso comprende anche un cenno ai piu’ comuni rivelatori di particelle. Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei primi due anni e dei corsi di Elementi di Struttura della Materia e di Introduzione alla Fisica Nucleare del Terzo anno Programma: Particelle. Il concetto di particella elementare. I numeri quantici di vari tipi di particelle. Il numero barionico, leptonico e di sapore e la loro conservazione. I vari tipi di neutrino e determinazioni della loro massa. Interazioni di adroni. Le risonanze. Gli adroni e la loro classificazione. Il modello standard. La struttura a quarks degli adroni. Simmetria delle particelle e leggi di conservazione. Violazione della P e C parita' nelle interazioni deboli. Interazioni deboli violanti e conservanti la stranezza. L' angolo di Cabibbo. Unificazione delle interazioni elettromagnetiche e deboli. La grande unificazione e le sue conseguenze sperimentali. Conseguenze indirette della massa del neutrino: violazione del numero leptonico ed oscillazioni del neutrino Rivelatori di particelle. Rivelatori elettronici e visualizzanti. La camera ad ionizzazione. Il contatore proporzionale. Contatori a molti fili,camere a deriva e camere a proiezione temporale. Il contatore di Geiger-Muller ed i tubi a streamer. I rivelatori a scintillazione. I fotomoltiplicatori. Rivelatori a luce Cerenkov. I vari tipi di rivelatori a semiconduttore. Cenni alla spettroscopia alfa e gamma. Rivelatori per neutroni. Attivazione neutronica Cenni di astrofisica e cosmologia Proprietà di una stella : luminosità assoluta ed apparente, temperatura, massa ecc. Proprietà misurate e derivate del sole. Energia solare. I neutrini solari e la loro osservazione. L’evoluzione stellare, buchi neri, stelle da neutroni, nane. La nostra galassia. Metodi di misura delle distanze. Le supernove. La supernova SN87A. I raggi cosmici primari e secondari. Varie componenti dei raggi cosmici. Onde gravitazionali. I campi magnetici galattici. Radiosorgenti . Le altre galassie. Calcolo non relativistico dell’espansione dell’universo. Parametro di decelerazione e densità critica. La materia oscura. Cenni alla teoria del Big Bang. Nucleosintesi e radiazione elettromagnetica di fondo Title of the course: Complements of nuclear physics and astrophysics credits: 4 Lecturer: Chiara Brofferio Examination: Oral Aims: The course is intended to present to the students the elements of modern subnuclear physics and astrophysics with special reference to astroparticle physics. It also includes fundamentals of the most common particle detectors. Prerequisite: The elements of the courses in Physics and Mathematics of the first two years and of the courses of Structure of Matter and Introduction to Nuclear Physics in the third year. Main topics: Particles. The concept of elementary particles. Quantum numbers of various types of particles. The baryon, lepton and flavour numbers and their conservation. Various types of neutrinos and determination of their mass. Hadron interactions: resonances. Hadrons and their

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classification. Weak interaction violating and conserving strangeness. The Cabibbo angle. Unification of electromagnetic and weak interactions. The standard model. The quark structure of hadrons. Particle symmetry and conservation laws. C- and P- parity violation in weak interactions. Weak interaction conserving and violating strangeness. The Cabibbo angle. Unification of electromagnetic and weak interactions. Gran unification and experimental consequences. Indirect consequences involving the neutrino mass: lepton number violation and neutrino oscillations. Particle detectors . Visive and electronic detectors. Ionization chamber, proportional counters, multiwire and Time Projection Chambers > Geiger-Muller counters and streamer tubes. Scintillation detectors. Photomultipliers. Cherenkov detectors. Various types of semiconductor detectors. Elements of beta and gamma spectrocopy. Neutron detectors . Neutron activation Elements of astrophysics and cosmology Properties of a star: absolute and apparent luminosity, temperature, mass etc. Measured and derived properties of the Sun. Solar energy. Solar neutrinos and their observation. Stellar evolution: black holes, neutron stars. Our galaxy. Method to determine distances in astrophysics. Supernovae. Supernova SN87A. Primary and secondary Cosmic Rays. Various components of cosmic rays. Gravitational waves. Galactic magnetic fields. Radio-sources. Non relativistic calculation of the expantion of the Universe. The other galaxies. Deceleration parameter and critical density. Dark matter. Elements of the BIG BANG theory. Nucleosynthesis and electromagnetic background radiation.

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Laboratorio di astrofisica 6 cfu

Massimo Gervasi

Modalità dell’insegnamento: Lezioni frontali + esercitazioni in laboratorio Modalità dell’esame: orale + breve relazione tecnica Obiettivi dell’insegnamento: introdurre la strumentazione e le tecniche osservative di base dell’astrofisica; consentire agli studenti di condurre i primi test ed osservazioni con la strumentazione astronomica. Prerequisiti: I contenuti dei corsi di Fisica e dei Laboratori dei precedenti semestri. Programma: Vengono descritte le tecniche e la strumentazione utilizzate nelle osservazioni astrofisiche alle diverse frequenze: dalla banda radio alla banda X e gamma, fino ai raggi cosmici. In particolare vengono studiati: antenne, telescopi e ottiche in genere; principi di rivelazione alle varie lunghezze d’onda; tecniche fotometriche e spettroscopiche; tecniche di estrazione del segnale. Vengono inoltre proposte agli studenti alcune esperienze in laboratorio riguardanti: la caratterizzazione di rivelatori; le tecniche di calibrazione del segnale osservato; semplici osservazioni di sorgenti celesti.

Title of the course: Laboratory of Astrophysics Credits: 6 Lecturer: Massimo Gervasi Teaching procedure: Seminars and astrophysics instrumentation training Examination: oral + short technical report Aims: introduce instrumentation and techniques for Astrophysics; allow students have first experience in calibrate instrumentation and observe sources. Prerequisite: Physics and Laboratory given in the previous semesters. Main topics: Techniques and instrumentation used in astrophysics are described for the several spectral bands: from radio frequency to X and γ-ray, up to particle cosmic rays. Following items are studied: antennas, telescopes, optics; detectors at various frequency; photometric and spectroscopic techniques; noise reduction techniques. Students are involved into some laboratory measurements including: detector characterisation; calibration of observed signals; simple observations of sky sources.

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Laboratorio di fisica delle particelle 6 cfu

Stefano Ragazzi

Modalità dell’esame: Relazione scritta e colloquio orale Obiettivi dell’insegnamento: Formazione all´uso della strumentazione di misura ed ai metodi di rivelazione di particelle Programma: Introduzione alla rivelazione di particelle: rivelatori di particelle, trattamento del segnale, acquisizione ed analisi dati. Spettroscopia alfa, beta e gamma: ottimizzazione, taratura e caratterizzazione di rivelatori a stato solido e a gas; misure di attività; misure di relazioni energia/percorso e di ionizzazione specifica di particelle alfa; misure di assorbimento della radiazione gamma e misure di coincidenza temporale. Lecturer: Stefano Ragazzi Examination: Written report and oral interview Aims: Education to the use of instruments and methods in particle physics Main topics: Introduction to particle detection: particle detectors and signal processing, data acquisition and data analysis. Alpha, beta and gamma spectroscopy: optimisation, calibration and characterisation of solid state and gas-filled detectors; measurements of activities; measurements of the range-energy curve and of the specific ionisation of alpha particles; measurements of gamma rays absorption and measurements of time coincidence.

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Laboratorio di Ottica 6 cfu

Dino Dimitri Batani

Modalità dell’esame: Relazione scritta + esame orale Obiettivi dell’insegnamento: Lo scopo e' di trasmettere agli studenti la capacita' di eseguire misure con strumenti dedicati alla ricerca avanzata nel campo dell'ottica e dei laser di potenza. Una parte importante riguarda inoltre la sicurezza nel lavoro con i laser. Programma: Si cerca di far capire come eseguire esperimenti "non didattici" sia complicato (non esistono esperimenti semplici se ben fatti, non esistono esperimenti impossibili) e richieda particolare attenzione ed una serie di misure preliminari, ad esempio di caratterizzazione dello strumento di lavoro. Il corso comprende una prima parte teorica in cui sono presentate le principali nozioni sul funzionamento dei laser. A questo segue una parte in laboratorio dedicata alla misura dei parametri di un laser impulsato: energia, divergenza, spot focale; conversione in seconda armonica, misura dell'efficienza di conversione; misura della durata dell'impulso con interferometro di Michelson, misura della durata dell'impulso con autocorrelatore. Infine nell'ultima parte gli studenti eseguono un esperimento "applicativo" a scelta, ad esempio: misure della soglia di breakdown di vari gas in funzione della pressione, della lunghezza d'onda del laser della focale della lente; misure di ablazione di bersagli solidi da laser; emissione di Raggi X da plasmi prodotti la laser, uso di mini-spettrometri a cristallo piano alla Bragg. Examination: Written report + Oral examination Aims: The goal of the course is to teach the students how to work with advanced research instrumentation in the fields of optics in general, and high power lasers in particular. An important part is devoted to the presentation of the risks connected to laser operation and of safety measures. Main topics: We try to teach to the students that performing "real" experiments is a difficult task (there are no simple experiments, there are no impossible experiments either) and requires particular care and several preliminary measurements, for instance those needed to characterize the work instrumentation. The course includes a first theoretical part for the presentation of main concepts concerning laser principles and operations. This is followed by a practical part devoted to the measurements of the parameters of a pulsed laser: energy, divergence, focal spot, second harmonic conversion efficiency; measurement of pulse duration with a Michelson interferometer, measurement of pulse duration with an auto-correlator. Finally the students perform an experiment at their choice, for instance: measurements of breakdown threshold in various gases as a function of gas pressure, laser wavelength, lens focal length; measurements of laser ablation from solid density targets, soft X-ray emission from laser-plasmas and use of Bragg plane-crystal mini-spectrometers.

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Laboratorio di fisica dello stato solido 6 cfu

Maurizio Acciarri

Modalità dell’esame: prova orale + relazione scritta Obiettivi dell’insegnamento: Obiettivo del corso é presentare alcune tecniche di caratterizzazione per la fisica dello stato solido. Programma: Il corso consiste in una serie di esperienze di laboratorio mirate alla caratterizzazione elettrica ed ottica di semiconduttori (conducibilità ed effetto Hall, caratteristiche della giunzione p-n, assorbimento e conversione fotovoltaica dell’energia luminosa, fotoluminescenza); alla misura delle proprietà magnetiche di materiali ferromagnetici, allo studio delle proprietà ottiche di materiali nanostrutturati (nanocristalli metallici in matrici dielettriche e silicio poroso). Inoltre, un’esperienza sarà dedicata all’utilizzo della tecnica di deposizione per evaporazione in vuoto di film sottili con controllo interferometrico dello spessore. L’attività di laboratorio sarà preceduta da un breve ciclo di lezioni (circa 18 ore) in cui saranno introdotte le diverse esperienze. Lecturer: Dr. Maurizio Acciarri Examination: oral examination and written report Aims: The aim of the course is to present different techniques for the study of the solid state physic. Main topics: The course is composed by laboratory experiences addressed to the electrical and optical characterization of semiconductor (conductivity and Hall effect, p-n junction characterization, absorption and photovoltaic conversion of the light, photoluminescence); to the measurements of the magnetic properties of ferromagnetic materials, to the study of the optical properties of nanostructured materials (metallic nanocrystals in dielectric matrix and porous silicon). Furthermore, one experience will be addressed to the thin films deposition in vacuum with interferometric thickness control. Frontal lessons will precede the laboratory activity.

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Laboratorio di calcolo numerico e simbolico 6 cfu

Leonardo Giusti

Modalità dell’insegnamento: Lezioni e attività di laboratorio Modalità dell’esame: Discussione e valutazione delle tesine scritte assegnate durante il corso Prerequisiti: Corsi di matematica e fisica dei primi due anni, conoscenze di programmazione. Obiettivi dell’insegnamento: Apprendimento dell'uso del calcolo numerico e simbolico applicando tecniche e algoritmi a problemi fisici reali. Programma: Il problema dell'errore nella rappresentazione dei numeri reali in un calcolatore. Cenno ai linguaggi di programmazione, c e Fortran. Soluzione di sistemi lineari. Generatori di numeri casuali e loro analisi. Integrazione, numerica e simbolica. Soluzione di Equazioni differenziali ordinarie. Trasformata di Fourier. Applicazioni a sistemi fisici. Title of the course: Laboratory of numeric and symbolic computation Credits: 6 Lecturer: Leonardo Giusti Teaching procedure: Lectures and laboratory activity Examination: Discussion and evaluation of assignments. Prerequisites: Mathematics and physics of the first two years, basics of computer programming. Aims: Learning the use of numeric and symbolic computational techniques and algorithms applied to Physics. Main topics: The problem of errors in the representation of real numbers in a computer. Programming languages, c and Fortran. Solution of linear systems. Random numbers, generation and analysis. Numeric and symbolic integration. Solution of Ordinary Differential Equations. Fourier Transform. Applications to physical systems

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Laboratorio di elettronica dei sistemi digitali 6 cfu

Gianluigi Pessina

Modalità dell’esame: Colloquio. E’ richiesta la presentazione di un rapporto dell’attività svolta. Obiettivi dell’insegnamento: Lo studente acquisisce le basi per potere progettare e realizzare in laboratorio sistemi basati sull’uso di Microcontrollori e Digital Signal Processors. Programma: Il corso è esclusivamente basato in applicazioni sperimentali. Verranno affrontati progetti di difficoltà crescente che porranno lo studente nelle condizioni di acquisire tutte le conoscenze di base nella progettazione di circuiti basati su microcontrollori e Digital Signal Processor. Il corso prevede di spendere circa il 40 % del tempo nello sviluppo di applicazioni basate su microcontrollori (comunicazione tra microcontrollori e PC, gestione di circuiti interfacciati con microcontrollori, utilizzo degli Interrupt e del timer, etc.). Sono a disposizione sistemi basati su architettura 8051: Analog Devices ADUC832, Analog Devices ADUC834, Analog Devices ADUC841, Burr Brown MSC1210, Burr Brown MSC1211, Philips MCB900, Philips EPM900, e su architettura ARM7: Philips MCB2130 con JTAG controller. Il 60 % del corso prevede applicazioni con Digital Signal Processor: realizzazione di filtri FIR e gestione delle periferiche seriali veloci nella gestione dei circuiti di conversione. Sono a disposizione: Analog Devices SHARC 21060, Analog Devices SHARC 21161, e Texas Instruments TMS320VC5510. Dal momento che non sono previste lezioni teoriche in laboratorio è richiesta la frequentazione almeno del corso Elettronica dei Sistemi Digitali (Modulo II). Il corso inizia con circa 2 settimane di ritardo rispetto all’inizio del semestre per dare modo allo studente di raccogliere le informazioni iniziali minime necessarie. Title of the course: Laboratory of Electronic for Digital Systems. Credits: 6 Lecturer: Gianluigi Pessina Examination: Discussion after the presentation of a written report of the activity Aims: The student will get the know-how to design and implement systems based on the use of Microcontrollers and Digital Signal Processors. Main topics: To fully exploit the time available the course is based only in experimental lessons. Applications having increasing difficulties will allow the student to get the fundamental know how in the design of network based on microcontrollers and Digital Signal Processors. About 40 % of the time will be devoted to the design and test of microcontroller based applications (communication between microcontroller and the PC, interfacing of the microcontrollers with peripheral devices, the study of the Interrupt and the use of the Timer, etc.). The experience will be supported by the use of 8051 based architecture development kits: Analog Devices ADUC832, Analog Devices ADUC834, Analog Devices ADUC841, Burr Brown MSC1210, Burr Brown MSC1211, Philips MCB900, Philips EPM900, and ARM7 architecture: Philips MCB2130 with JTAG controller. About 60 % of the course will be dedicated to the study of the DSP: filtering of analog signals with FIR (IIR) filters and the managing of fast peripheral for signals transmission. The experience will be supported by the use of the following development kits: Analog Devices SHARC 21060, Analog Devices SHARC 21161, e Texas Instruments TMS320VC5510. Since no theoretical lessons are foreseen the student is asked to attend at least the course The Electronic for Digital System (IIth Module). The course will start abut 2 weeks after the beginning of the semester to allow the student to get the minimal know how to start on.

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Laboratorio di fisica medica e biologica 6 cfu

Laura D’Alfonso

Modalità dell’esame: Orale Obiettivi dell’insegnamento: Il Laboratorio ha lo scopo di insegnare l’uso di alcune delle molte tecniche sperimentali oggi utilizzate in fisica medica e in fisica biologica. Gli argomenti sono stati scelti in modo da far conoscere agli studenti un ampio ventaglio di moderni strumenti. Programma: Le esercitazioni di fisica medica riguardano tre temi. (1) La misura delle caratteristiche fondamentali (integrali e differenziali) di un campo di radiazioni ionizzanti. (2) La caratterizzazione delle grandezze che definiscono il funzionamento degli acceleratori di particelle e la determinazione delle proprietà di un rivelatore di un fascio di particelle carche. (3) L’informazione contenuta in una immagine TAC (Tomografia Assiale Computerizzate) e sua utilizzazione nella pianificazione del piano di trattamento di un tumore con raggi X e con protoni. Le esercitazioni di fisica biologica riguardano gli effetti di perturbazione da parte di solventi e radiazioni ionizzanti e le interazioni del DNA e delle proteine con ligandi. Si utilizzeranno le seguenti tecniche. (1) L’elettroforesi per lo studio della distribuzione dei pesi molecolari e della conformazione del DNA danneggiato da irraggiamento X o ultravioletto. (2) L’assorbimento di radiazione ultravioletta e visibile misurato con uno spettrofotometro per il controllo dei danni al DNA e della denaturazione di proteine. (3) La fluorescenza, rivelata con uno spettrofluorimetro per la misura delle costanti di legame di DNA e proteine a farmaci o agenti mutagenici.

Lecturer: Laura D’Alfonso Examination: Oral Aims: This laboratory course aims at teaching the use of some of the techniques presently applied in medicine and biology. The subjects have been chosen so that the students can become acquainted with a range of modern instruments. Main topics: The practical works in Medical Physics concern three subjects. (1) The measurement of the properties of ionising radiation fields. (2) The quantitative determination of some of the quantities relevant to particle accelerators, in particular the magnetic fields of a dipole and of a quadrupole and the determination of the properties of a particle detector. (3) The understanding of the information contained in a CT (Computer Tomography) image and its use in the planning of the treatment of a tumor with X-rays and protons. The practical works in Biological Physics concern the effects of solvents and of ionizing radiations and the interaction of DNA and of proteins with linking elements. Three techniques are used. (1) Electrophoresis, for the study of the distribution of the molecular weights of the pieces and of the conformation of the DNA damaged by X-rays and/or ultraviolet radiation. (2) Absorption of visible ultraviolet radiations, measured with a spectrophotometer for the control of the DNA damages and of the denaturated proteins. (3) Fluorescence, detected with a fluorimeter, for the measurement of the quantities linking DNA and proteins, on one side, and medicaments or mutagenic agents, on the other side.

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Laboratorio di fisica ambientale

. Vedi Laboratorio di Fisica delle Particelle

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Introduzione all’astrofisica 5 cfu

Silvio Bonometto

Modalità dell’esame: prova orale Obiettivi dell’insegnamento: Fornisce le basi fenomenologiche ed osservative dei principali argomenti di studio dell’astrofisica. Programma: Misure Astronomiche: canali elettromagnetici e non di informazione astronomica, coordinate celesti, grandezze fotometriche, principali parametri fisici delle sorgenti determinabili dalle osservazioni, scala delle distanze, esercizi. Strumentazione Astronomica: telescopi per le diverse bande e.m., telescopi per particelle, rivelatori associati ai diversi tipi di telescopio, esercizi. Stelle: classificazione, diagramma H-R, struttura, nucleosintesi, evoluzione stellare, esercizi. Galassie: la Via Lattea, classificazione di Hubble, cinematica, gruppi e ammassi, AGN, esercizi. Modello Cosmologico Standard: evidenze osservative del Big Bang, il fondo a microonde, esercizi. Title of the course: Introduction to Astrophysics credits: 5 Lecturer: Silvio Bonometto Examination: oral examination Aims: This course gives the phenomenological and observational basis of the main topics of Astrophysics . Main topics: Astronomical Measurements: electromagnetic and particles sources for astronomical information, celestial coordinates, photometric quantities , main source physical parameters attainable by observations, distance ladder, exercises. Astronomical Instrumentations: telescopes for e.m. radiation, particles telescopes, detectors associated to the different kind of telescopes, exercises. Stars: classification, H-R diagram, structure, nucleosynthesis, stellar evolution, exercises. Galaxies: the Milky Way, Hubble classification, kinematics, groups and clusters, AGN, exercises. Standard Cosmological Model: Big Bang observational evidences, microwave background, exercises.

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Elementi di biofisica e fisica medica 5 cfu

Giuseppe Chirico

Modalità dell’esame: orale Obiettivi dell’insegnamento: Il corso intende soprattutto presentare allo studente le principali tecniche di indagine della Biofisica e Fisica Medica. Prerequisiti: insegnamenti di struttura della materia Programma: Il corso prevede la trattazione di argomenti legati alla Fisica Biologica e Fisica Medica. In particolare si parlerà della struttura di Proteine e DNA e della determinazione della loro struttura molecolare: diffrazione di raggi X, di luce visibile e di neutroni. Verranno dati elementi di ingegneria genetica per Fisici e di termodinamica delle reazioni biochimiche. Si analizzeranno alcuni metodi spettroscopici per la biologia molecolare e la fisica medica: fluorescenza e assorbimento ottico, osservazione diretta (microscopia), Risonanza magnetica nucleare: struttura e imaging. Infine verranno discussi alcuni effetti biologici delle radiazioni e sue applicazioni. Ulteriori informazioni al sito http://fisica.mib.infn.it/it/ricerca/homepages/biofisica/ Title of the course: Elements of Biophysics and Medical Physics 1 credits: 5 Lecturer: Giuseppe Chirico Examination: oral Prerequisite: structure of matter physics courses. Aims: The course is mainly intended to describe the principal techniques in Biophysics and Medical Physics. Main topics: The course deals with topics related to Biological and Medical Physics. In particular, I give an introduction to the protein and DNA structure and to the methods for their structural analysis: X-ray diffraction, Light and neutron scattering. Then, Elements of genetic engineering and biochemical thermodynamics will be given. Moreover I analyze some spectroscopic methods, with specific applications to biophysics: light absorption and fluorescence, microscopy, nuclear magnetic resonance (structure and imaging). Finally I treat few selected topics in biological effect of radiations and applications related. More information at http://fisica.mib.infn.it/it/ricerca/homepages/biofisica/

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Introduzione alla fisica subatomica 5 cfu

Luigi Zanotti

Modalità dell’esame: Discussione degli argomenti trattati Obiettivi dell’insegnamento: Apprendimento delle nozioni basilari nel campo della Fisica Subatomica Programma: Il corso intende fornire le nozioni fondamentali nel campo della fisica subnucleare. Gli argomenti trattati riguardano la fenomenologia delle particelle subnucleari. Verranno anche trattati i metodi di rivelazione delle particelle, inclusa la descrizione deicomplessi apparati attualmente in uso in questo campo. In particolare saranno trattati: - l'evoluzione storica dalle prime scoperte (pione e muone) fino ad oggi - le nozioni di base sulle interazioni di particelle - l'interazione radiazione-materia e i rivelatori di particelle - catalogazione delle particelle elementari e loro interazioni Lecturer: Luigi Zanotti Examination: Discussion of contents of the lectures Aims: Students should learn basic notions in the field of Subatomic Physics Main topics: The course should provide the students with fundamental notions in the field of subnuclear physics. Contents of the course are related to the subnuclear particle physics phenomenology. Particle detection techniques will also be discussed, including the description of the big detectors presently used in the field. In more detail the arguments are: - historical evolution since the first discoveries of pion and muon, up to now - basic notions on particle interactions - interaction of radiation with matter and particle detectors - present scheme of elementary particles and their interactions

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Introduzione alla fisica dello stato solido 5 cfu

Stefano Sanguinetti

Modalità dell’insegnamento: LEZIONI FRONTALI INTEGRATE DA ESERCITAZIONI SCRITTE Modalità dell’esame: ORALE Obiettivi dell’insegnamento: Introduzione alla fenomenologia dei solidi e alle teorie fisiche e ai modelli adottati più semplici: modelli di interpretazione di Drude, Sommerfeld e Bloch. Prerequisiti: I contenuti dei corsi di matematica e fisica dei precedenti semestri. Programma: Proprietà elettroniche di trasporto nei metalli: modello di Drude e di Sommerfeld Fenomenologia dei solidi in campi elettrici e magnetici statici e in gradienti termici. Strutture cristalline: reticolo diretto e reticolo reciproco. Diffrazione X da cristalli. Modello di Bloch e bande di energia in approssimazione debole. Introduzione alla fisica dei semiconduttori. Classificazione dei solidi, energia di legame e difetti. Proprietà termiche degli isolanti e dinamica ionica in approssimazione armonica. Testo adottato: N. W. Ashcroft & N. D. Mermin, “Solid State Physics”, Saunders (1976). Title of the course: INTRODUCTION TO THE SOLID STAT E PHYSICS credits: 5 Lecturer: Stefano Sanguinetti Examination: ORAL Aims: Introduction to the main phenomenology of solids and to the basic theories and models used in solid state physics. Phenomenology: thermal, electric, transport properties. Models: Drude, Sommerfeld, Bloch. Prerequisite: Mathematics and Physics given in the previous semesters. Main topics: Crystal lattices and translational symmetries. X-ray diffraction from crystals. Direct and reciprocal spaces. Electronic states: Classical (Drude), semiclassical (Sommerfeld) and quantum (Bloch) approaches. Electric, magnetic and thermal properties, also in presence of crossed fields and gradients. The physics of semiconductors. Classification of solids and cohesive energy. Defects. Thermal properties of insulators and lattice dynamics in classical harmonic approximation. Reference books: N. W. Ashcroft & N. D. Mermin, “Solid State Physics”, Saunders (1976)

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Onde elettromagnetiche e plasmi 5 cfu

Claudia Riccardi

Modalità dell’esame: orale Obiettivi dell’insegnamento: Insegnamento della interazione delle onde con la materia: descrizione della propagazione di onde nei mezzi omogenei, onde nei mezzi, relazione di dispersione, sorgenti di onde. Programma: Descrizione delle onde nella materia: Modello dell’oscillatore armonico, modello di Lorentz-Drude, le scale spaziali e temporali, Equazione delle onde, Soluzioni a significato fisico, Onde trasversali e onde longitudinali. Soluzioni per problemi a contorno e problemi di Cauchy. Relazione di dispersione. Relazioni di Kramers-Kronig, Principio di causalita’. Onde nei mezzi omogenei: onde in un conduttore, onde in un mezzo dielettrico, onde in plasma, onde nella ionosfera, i precursori di Brillouin. Onde in mezzi limitati: onde in cavo coassiale e in guida d’onda. Cenni alle sorgenti di onde elettromagnetiche. Lecturer: Claudia Riccardi Examination: oral Aims: Teaching of matter-wave interaction: description of the wave propagation in omogeneous media, waves in media, dispersion relations, sources of waves. Main topics: Description of wave propagation in media: Harmonic oscillator, Lorentz-Drude description, space and time scales, wave equation, solutions and their physical meaning, Transverse and longitudinal waves, solutions of the Cauchy and boundary conditions problems. Dispersion relations. Kramers-Kronig relations, Causality principle. Waves in omogeneous media: waves in conductivity media, waves in a dielectric medium, waves in plasma, waves in ionsphere, Brillouin precursors. Waves with boundary conditions: waves in coaxial cables and in wave guides. Introduction to electromagnetic sources.

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Meccanica quantistica 5 cfu

Carlo Oleari Semestre : secondo Tipologia didattica : 4 cfu frontali + 1 cfu esercitazioni Tipo esame : scritto e orale Tipo valutazione : voto Obiettivi : Completare e approfondire i concetti base e le metodologie della Meccanica Quantistica e le sue applicazioni fondamentali. Prerequisiti : I contenuti degli insegnamenti di analisi matematica, fisica classica (formalismo Lagrangiano/Hamiltoniano), elettromagnetismo ed Elementi di Meccanica Quantistica. Programma : Postulati generali; osservabili ed operatori; misure ed indeterminazione; evoluzione temporale; stati puri e miscele statistiche. Simmetrie ed invarianza: gruppi di simmetria e loro rappresentazione; rotazioni e momento angolare; interazione elettromagnetica e trasformazioni di gauge. Particelle identiche: connessione spin-statistica; bosoni e fermioni; atomi a piu' elettroni. Metodi di approssimazione: metodo variazionale, teoria delle perturbazioni e approssimazione semiclassica. Interazione radiazione-materia; effetto Stark e Zeeman; regole di selezione. Fondamenti di teoria dello scattering: equazione di Lippmann-Schwinger; sezioni d'urto; teorema ottico; serie di Born; sviluppo in onde parziali; matrice di scattering e sue proprieta'. Introduzione alla seconda quantizzazione: spazio di Fock; quantizzazione canonica del campo elettromagnetico. Title of the course: QUANTUM MECHANICS credits: 5 Lecturer: Carlo Oleari Examination: written and oral Aims: To review the basics concepts and formalism of Quantum Mechanics and its most important applications. Prerequisite: Math Analysis, Classical Mechanics (Lagrangian and Hamiltonian formalism), Electromagnetism and Introductory Quantum Mechanics. Main topics: General postulates; observables and operators; measurements and uncertainty

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relations; time evolution; pure and mixed ensembles. Symmetries and invariance: symmetry groups and their representations; rotation and angular momentum; electromagnetic interaction and gauge invariance. Identical particles: spin-statistics relation; bosons and fermions; many-electrons atoms. Approximation methods: variational method, perturbation theory and semi-classical approximation. Matter-radiation interaction; Stark and Zeeman effect; selection rules. Elements of scattering theory: Lippmann-Schwinger equation; cross sections; optical theorem; the Born approximation; partial-wave analysis; scattering matrix and its properties. Introduction to second quantization: Fock space; canonical quantization of the electromagnetic field.

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Elettronica dei sistemi digitali (I modulo) 5 cfu

Gianluigi Pessina

Modalità dell'esame: colloquio Obiettivi dell’insegnamento: Introduzione agli strumenti matematici di base per l'elaborazione di segnali digitali generati da apparati di misura di grandezze di interesse fisico Programma: Rappresentazione matematica dei segnali discreti. Funzioni sinusoidali e rappresentazione spettrale dei segnali periodici e non periodici: relazione tempo-frequenza. Teoria del campionamento: conversioni AD/DA ed aliasing. Filtri FIR (Finite Impulse Response): sistemi lineari invarianti nel tempo (LTI). Risposta spettrale dei filtri FIR. Sistemi LTI in cascata. La trasformata Z. Filtri IIR (Infinite Impulse Response). Risposta spettrale dei filtri IIR. Analisi spettrali: trasformata di Fourier discreta e veloce (DFT, FFT). Lecturer: Gianluigi Pessina Examination: conversation Aims: Introduction to basic mathematical tools for the processing of digital signals resulting from the measurement of quantities of interest for Physics. Main topics: Mathematical representation of discrete signals. Sinusoidal functions and specral representation of periodic and non-periodic signals: time-frequency relation. Sampling theory: AD/DA conversion and aliasing. FIR filters (Finite Impulse Response): Linear Time Invariant systems (LTI). Spectral response of FIR filters. Chains of LTI systems. Z transform. IIR Filters (Infinite Impulse Response). Spectral response of IIR filters. Spectral analysis: Discrete Fourier Transform (DFT) and Fast Fourier Transform (FFT)

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Protezionistica Ambientale 5 cfu

Angelo Nucciotti

Modalità dell'esame: colloquio e discussione di due elaborati scritti (uno sulle radiazioni ionizzanti, uno su quelle non ionizzanti) predisposti nel corso del semestre Obiettivi dell’insegnamento: Impartire le conoscenze di base relative agli “inquinanti fisici” presenti nell’ambiente esterno e negli ambienti lavorativi e ai loro effetti biologici e sanitari sull’uomo, nonché quelle relative ai metodi di misura e prevenzione. Programma: Vengono presi in considerazione i seguenti “inquinanti fisici”: - radiazioni ionizzanti (RI) di origine naturale e artificiale - radiazioni elettromagnetiche non ionizzanti (NIR) - radiazione ultravioletta (UV) - rumore acustico Dopo un’analisi dell’approccio metodologico al problema dell’inquinamento ambientale da tali agenti fisici, vengono affrontati i seguenti argomenti: - Generalità (caratteristiche fisiche, grandezze di campo e relative unità di misura, interazione con

l’organismo, con organi e apparati, con le cellule) e fonti di esposizione (tipo e intensità) - Effetti biologici e sanitari conseguenti all’esposizione; effetti deterministici ed effetti stocastici - Limiti di base e livelli di riferimento - Cenni sulla strumentazione e sulle tecniche di misura - Criteri e metodi di protezione. Normativa tecnica e legislazione Prerequisiti: I contenuti dei corsi di fisica e di laboratorio dei primi due anni. Title of the course: Environmental Protection credits: 5 Lecturer: Angelo Nucciotti Examination: oral, with discussion of two written reports prepared during the course Prerequisite: physics and laboratory courses of the first two years. Aims: The course is mainly intended to give to the students the basic knowledge about the physical contaminants present in the external environment and in the working places and about their biological and sanitary effects on man, as well as the knowledge about measurement methods and prevention. Program: The following “physical contaminants” are considered: - ionising radiation (IR), of both natural and artificial origin - non ionising electromagnetic radiation (NIR) - ultraviolet radiation (UV) - acoustic noise After an analysis of the methodological approach to the problem of the environmental pollution due to physical agents, the following problems will be dealt with: - generality (physical characteristics, field quantities and corresponding units, interaction with the human

body, with organs and cells) and exposure sources (type and intensity) - biological and sanitary effects due to the exposure; deterministic and stochastic effects - base limits and reference levels - outline on instrumentation and measurement techniques - criteria and methods of protection; technical regulation and legislation.

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Complementi di struttura della materia 4 cfu

Giorgio Benedek

Modalità dell’esame : orale

Obiettivi dell’insegnamento: La struttura fisica, la meccanica statistica, le proprietà di trasporto e i fenomeni collettivi della materia condensata. Prerequisiti: Il corso di Elementi di Struttura della Materia. Programma: Statistiche quantistiche. Bosoni: fotoni e fononi, calore specifico dei solidi, elio 4. Fermioni: il gas di elettroni liberi, calore specifico elettronico. Materia condensata estesa: solidi, liquidi, cluster. Tipi di solidi vs. struttura elettronica. Elettroni liberi, elettroni in un potenziale periodico. Trasporto nella materia condensata: metalli, semiconduttori. Giunzioni e dispositivi. Trasporto in campo magnetico: effetto Hall classico e quantistico. Fenomeni collettivi: magnetismo, superconduttività, superfluidità, condensazione di Bose-Einstein. Title of the course: STRUCTURE OF MATTER (COMPLEMENTS) credits : 4 Lecturer: Giorgio BENEDEK Examination: Oral Aims: Physical structure, statistical mechanics, transport properties and collective phenomena of condensed matter. Prerequisite: The course of Structure of Matter (Elements) Main topics: Quantum statistics. Bosons: photons and phonons, the specific heat of solids, helium 4. Fermions: the free electron gas and its specific heat. Extended condensed matter: solids, liquids, clusters. Types of solids vs. electronic structure. Free electrons and electrons in a periodic potential. Transport properties of condensed matter: metals, semiconductors. Junctions and devices. Transport in a magnetic field: classical and quantum Hall effect. Collective phenomena: magnetism, superconductivity, superfluidity, Bose-Einstein condensation.

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Relatività 4 cfu

Federico Rapuano

Tipologia delle forme didattiche: lezioni frontali Modalita' dell'esame: orale Obiettivi dell'insegnamento: Studio approfondito della teoria della relatività speciale. Prerequisiti: Fisica I, Fisica II, Analisi I, Analisi II, Meccanica Razionale, Meccanica Quantistica. Programma: RICHIAMI DI RELATIVITA' SPECIALE: Il principio di Relatività. Relativita' della simultaneita'. Dilatazioni temporali e contrazioni spaziali. Trasformazioni di Lorentz. STRUTTURA DELLO SPAZIO-TEMPO: tensori covarianti e controvarianti. Tensore metrico dello spazio-tempo di Minkowski. Formalismo covariante. MECCANICA RELATIVISTICA: Quadrivettori velocita' e momento. Dinamica di una particella relativistica. Precessione di Thomas. FORMULAZIONE COVARIANTE DELL'ELETTROMAGNETISMO: Equazioni di Maxwell in formalismo covariante e loro covarianza sotto trasformazioni di Lorentz. Elettrodinamica. Tensore energia--impulso e leggi di conservazione. MECCANICA QUANTISTICA RELATIVISTICA: Equazione di Klein-Gordon, Equazione di Dirac, le soluzioni ad energia negativa. Il limite non-relativistico. Testi consigliati: N.D. Mermin, ``Space and time in special relativity'', Waveland Press W. Rindler, ``Relativity (special, general and cosmological)'', Springer-Verlag J.D. Jackson, ``Classical Electrodynamics'', John Wiley & Sons, NY J.D. Bjorken & S.D. Drell, ``Relativistic Quantum Mechanics'', McGraw-Hill, NY

Title of the course: RELATIVITY Credits: 4 Lecturer: Federico Rapuano Teaching procedure: frontal lessons Examination: oral Aims: Detailed study of the theory of special relativity Prerequisite Fisica I, Fisica II, Analisi I, Analisi II, Meccanica Razionale, Meccanica Quantistica. Main topics: BASICS OF SPECIAL RELATIVITY: Einstein’s postulates, Relativity of simultaneity. Temporal dilatations and space contractions. Lorentz transformations. THE LORENTZ GROUP: Connected components of the homogeneous Lorentz group. Representations of the Lorentz group. STRUCTURE OF SPACE-TIME: covariant and controvariant tensors. Metric tensor. Covariant formalism.

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RELATIVISTIC MECHANICS: Velocity and momentum four-vectors. Dinamics of a relativistic particle. Thomas precession. COVARIANT FORMULATION OF ELETTROMAGNETISM: Maxwell Equations in the covariant formalis. Elettrodynamics. Energy—momentum tensor and conservation laws. RELATIVISTIC QUANTUM MECHANICS: Klein-Gordon equation, Dirac equation, negative energy solutions. Non-relativistic limit. Bibliography: N.D. Mermin, ``Space and time in special relativity'', Waveland Press W. Rindler, ``Relativity (special, general and cosmological)'', Springer-Verlag J.D. Jackson, ``Classical Electrodynamics'', John Wiley & Sons, NY J.D. Bjorken & S.D. Drell, ``Relativistic Quantum Mechanics'', McGraw-Hill, NY

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NOTE PERSONALI

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COME ARRIVARE ALLA BICOCCA

Con i mezzi di superficie: Dalla stazione di Milano-Centrale, collegamento interurbano 727 (direzione Cinisello o Cusano Milanino, fermata v.le Sarca), oppure autobus 81 (fermata Breda Rucellai, dietro la stazione di Milano-Greco Pirelli). Da P.le Lagosta, metrotranvia 7 (direzione Precotto, fermata Bicocca Scienza), oppure tram 31 In metropolitana: Fermata Precotto + autobus 44 oppure metrotranvia 7 Fermata Centrale + autobus 81 (direzione Sesto Martelli M1) oppure 727 (direzione Cinisello o Cusano Milanino). Fermata Cimiano + autobus 51 (direzione P.ta Volta). Fermata Zara Metrotranvia 7 oppure Metrotranvia 31 Fermata Cascina Gobba + autobus 44 Con i treni: Stazione di Milano-Greco Pirelli (treni provenienti da Brescia, Bergamo, Como, Lecco, Lodi, Milano-Lambrate, Milano-Porta Garibaldi, Monza, Pavia, Piacenza, Sondrio). Accessi agli Edifici: Edifici U1, U2, U3, U4 � Entrate da v.le dell’Innovazione o v.le Pirelli angolo p.zza della Scienza, U5 da via Cozzi. Edifici U6 e U7 � Entrata da v.le dell’Innovazione È disponibile un ampio parcheggio libero sotterraneo presso gli edifici U6 e U7. Entrata da via dell’Innovazione.

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Facoltà di Scienze MM. FF. NN. - Dipartimento di...

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