Course Syllabus
Obiettivi
Il corso permette di completare gli argomenti di fisica generale che non sono stati affrontati nella fisica del primo anno. In particolare di conoscere il mondo della la fisica delle onde meccaniche, l'acustica, l'ottica e l'elettromagnetismo. Gli argomenti saranno svolti alla luce delle loro applicazioni ambientali. In particolare in riferimento all'inquinamento acustico, luminoso ed elettromagnetico.
Le lezioni frontali serviranno per fornire le basi degli argomenti di fisica trattati. Le esercitazioni per approfondire gli argomenti e conoscere le prime applicazioni della fisica ambientale. Nelle ore di laboratorio verranno affrontati casi reali di inquinamento ambientale da agenti fisici (rumore. luce, onde elettromagnetiche).
Il corso permetterà di avere una conoscenza di base delle problematiche ambientali connesse con gli agenti fisici, i primi strumenti per poter valutare la situazione ambientale e indicarne gli eventuali interventi di mitigazione.
Contenuti sintetici
Il corso consisterà in una introduzione teorica riguardante i vari aspetti di acustica, ottica, elettromagnetismo e radiazioni elettromagnetiche a cui faranno seguito esperimenti di laboratorio e misure in campo.
Programma esteso
I fenomeni ondulatori
- Onde meccaniche
- Cenni alla teoria delle onde
Il suono
- Natura del suono
- Intensità
- Onde sferiche e onde piane
- Onde stazionarie interferenza e risonanza
- Vibrazioni
- Cenni di inquinamento acustico
La luce
- Natura della luce
- Interferenza e diffrazione
- Riflessione e rifrazione
- Lenti e specchi
- Cenni di Illuminotecnica
- L’inquinamento luminoso
Elettromagnetismo
- Carica, forza elettrica e campo elettrico
- Potenziale elettrostatico
- Energia elettrostatica e condensatori
- Corrente elettrica e circuiti elettrici
- Magnetismo, forza e campo magnetico
- Induzione elettromagnetica
- Circuiti a corrente alternata
- Equazioni di Maxwell e onde elettromagnetiche
- Cenni di inquinamento elettromagnetico
ESERCITAZIONI
Durante le esercitazioni verranno integrate le informazioni delle lezioni frontali in funzione delle esperienze di laboratorio. Verranno inoltre svolti alcuni semplici esercizi per facilitare la comprensione degli argomenti che verranno affrontati durante le ore di laboratorio.
LABORATORIO
- Cenni di inquinamento elettromagnetico
- Misure di inquinamento elettromagnetico
- Misure di illuminotecnica di interni e dimensionamento di un impianto di illuminazione esterno
- Misure di inquinamento acustico
Prerequisiti
Corsi di matematica e di fisica del primo anno.
Modalità didattica
- Lezioni frontali: 48 ore (6 cfu)
- Esercitazioni: 10 ore (1 cfu)
- Laboratorio: 10 ore (1 cfu)
Sono previste 20 ore di tutoraggio finalizzate alla preparazione della parte scritta dell'esame.Nel periodo di emergenza Covid-19 le lezioni si svolgeranno da remoto asincrono con eventi in videoconferenza sincrona.
Nel periodo di emergenza Covid-19 li laboratori si svolgeranno in modalità mista: parziale presenza e lezioni videoregistrate asincrone/sincrone.
Materiale didattico
J.S. WALKER , Fondamenti di Fisica (con MasteringPhysics), Pearson Education Italia (2015)
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Secondo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Due prove scritte al termine del corso (una su ciascuna delle due parti del corso) seguite, se necessario o richiesto dallo studente, da una prova orale. Ciascuna prova scritta produce un punteggio massimo pari a 33. La prova orale è obbligatoria se la media dei punteggi ottenuti nelle due prove scritte è inferiore a 21. Se la media dei punteggi è inferiore a 15 è necessario ripetere una o entrambe le prove scritte. Se non si sostiene la prova orale, il voto dell'esame coincide con la somma dei punteggi ottenuti nelle due prove scritte, arrotondato per eccesso all'intero. Una o entrambe le prove scritte si possono sostenere anche "in itinere" durante le lezioni del corso Ogni scritto ha validità annua dalla data di consegna. Per ciascuno dei due scritti ai fini del calcolo del voto vale l'ultima prova consegnata.
Ciascuna prova scritta consiste di circa 10 esercizi, a cui rispondere in un tempo di 120 minuti. Durante le prove scritte è consentito l'uso di libri di testo e di una calcolatrice. Non è consentito l'uso di appunti personali o di eserciziari.
Per il laboratorio è prevista una prova orale.
Il voto finale sarà la media tra quello di laboratorio e quello delle prove scritte.
Nel periodo di emergenza Covid-19 gli esami orali saranno solo telematici. Verranno svolti utilizzando prioritariamente la piattaforma WebEx e nella pagina e-learning dell'insegnamento verrà riportato un link pubblico per l'accesso all'esame di possibili spettatori virtuali.Orario di ricevimento
Tutti i giorni esclusi gli orari di docenza, previo appuntamento via email a: giovanni.zambon@unimib.it; capelli@mib,infn.it
Aims
The course allows to complete general physics topics that have not been addressed in first-year physics course. In particular to learn about the world of mechanical wave physics, acoustics, optics and electromagnetism. The topics will be carried out in the light of their environmental applications. In particular with reference to noise, light and electromagnetic pollution.
Lectures will be used to provide the basis for the topics of physics. The exercises to learn more about the topics and learn about the first environmental applications. In laboratory real cases of environmental pollution from physical agents (noise, light, electromagnetic) will be addressed.
The course will allow to have a basic knowledge of the environmental problems connected with physical agents, and to give the first tools to assess the environmental situation and indicate any mitigation measures.
Contents
The course will regard a theoretical introduction to different aspects of acoustics, optics, electromagnetism and e.m. radiation, followed by laboratory and outdoor experiments.
Detailed program
The Waves
- Mechanical waves
- The place to wave theory
The Sound
- Nature of Sound
- Intensity
- Spherical waves and plane waves
- Standing waves interference and resonance
- Vibrations
- Overview of noise pollution
The Light
- Nature of Light
- Interference and Diffraction
- Reflection and refraction
- Lenses and mirrors
- Introduction to Lighting
- Light pollution
Electromagnetism
- Charge, electric forces and fields
- Electric potential
- Electrostatic Energy and capacitors
- Electric current and circuitry
- Magnetism, magnetic forces and fields
- Electromagnetic induction
- Circuitry in alternate current
- Maxwell Equations and electromagnetic waves
- Electromagnetic pollution
EXERCISES
During the exercises the information of the frontal lessons will be integrated according to the laboratory experiences. Some simple exercises will also be carried out to facilitate the understanding of the topics that will be addressed during the laboratory hours.
LABORATORY
- Overview of electromagnetic pollution
- Measurement of electromagnetic pollution
- Interior lighting measurements and dimensioning of an external lighting system
- Noise pollution measurements
Prerequisites
First year math and physics courses.
Teaching form
- Lessons: 48 hours (6 credits)
- Tutorials: 10 hours (1 credit)
- Laboratory: 10 hours (1 credit)
There are 20 hours of tutoring for the preparation of the written part of the exam.In the Covid-19 emergency period, lessons are held remotely asynchronously with synchronous videoconferencing events.
Nel periodo di emergenza Covid-19 li laboratori si svolgeranno in modalità mista: parziale presenza e lezioni videoregistrate asincrone/sincrone.
Textbook and teaching resource
J.S. WALKER, Fondamenti di Fisica (con MasteringPhysics), Pearson Education Italia (2015)
Semester
Second semester
Assessment method
Two written tests at the end of the course (one on each of the two parts of the course) followed, if necessary or requested by the student, by an oral test. Each written test produces a maximum score of 33. The oral exam is mandatory if the average of the scores obtained in the two written tests is less than 21. If the average of the scores is less than 15, one or both of the written tests must be repeated. If the oral test is not taken, the exam grade coincides with the sum of the scores obtained in the two written tests, rounded up to the whole. One or both of the written tests can also be taken "in itinere" during the lessons of the course. Each written exam is valid for one year from the date of delivery. For each of the two write exam, for the purpose of calculating the vote, the last test delivered is valid.
Each written test consists of about 10 exercises, to be answered in 120 minutes. During the written tests the use of textbooks and a calculator is allowed. The use of personal notes or exercises is not permitted.
The final mark of the exam will be the average between the laboratory mark and that of the written tests.
During the Covid-19 emergency period, oral exams will only be online. They will be carried out using the WebEx platform as a priority and on the e-learning page of the course there will be a public link for access to the examination of possible virtual spectators.
Office hours
Every day but during the t4eaching activities, after appointment to be taken via email: giovanni.zambon@unimib.it; capelli@mib.infn.it
Staff
-
Silvia Capelli
-
Gabriele Coppi
-
Alessandro Lupi
-
Giovanni Zambon
-
Giulia Terragni