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 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. Durante le lezioni teoriche saranno risolti anche esercizi rigurdanti gli argomenti del corso.
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
- 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.
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
La modalità di verifica prevede due prove scritte e una prova orale.
Ogni prova scritta, corrispondente a circa metà del programma, produce un punteggio massimo pari a 33/30. Può sostenere la prova orale chi ha ottenuto una media nelle due prove scritte non inferiore a 16/30. Diversamente è necessario ripetere una o entrambe le prove scritte. 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 in 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.
Nel corso della prova orale sarà verificata in modo particolare la preparazione della parte di laboratorio.
Il voto finale sarà la media tra il voto della prova orale e la media delle prove scritte.
Orario di ricevimento
Tutti i giorni esclusi gli orari di docenza, previo appuntamento via email a: giovanni.zambon@unimib.it
Sustainable Development Goals
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. During the theoretical lessons, exercises concerning the topics of the course will also be solved.
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
- 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.
Textbook and teaching resource
J.S. WALKER, Fondamenti di Fisica (con MasteringPhysics), Pearson Education Italia (2015)
Semester
Second semester
Assessment method
The verification method includes two written tests and an oral test.
Each written test, corresponding to about half of the program, produces a maximum score of 33/30.
Students who have obtained an average of no less than 16/30 in the two written tests can take the oral exam. Otherwise it is necessary to repeat one or both of the written tests.
One or both of the written tests can also be taken "in progress" during the lessons of the course.
Each writing test is valid for one year from the date of delivery. For each of the two writings, for the purposes of calculating the mark, 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 exercise books is not allowed.
During the oral exam the preparation of the laboratory part will be checked in particular.
The final grade will be the average between the grade of the oral exam and the average of the written tests.
Office hours
Every day but during the t4eaching activities, after appointment to be taken via email: giovanni.zambon@unimib.it
Sustainable Development Goals
Staff
-
Roberto Benocci
-
Giovanni Zambon
