Onde e oscillazioni

A.A. 2018/2019
Insegnamento per
7
Crediti massimi
60
Ore totali
SSD
FIS/01
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Scopo del corso è di fornire allo studente un'introduzione alla fisica dei processi oscillatori e ondulatori. Trattandosi di un corso introduttivo, quando possibile vengono svolte brevi dimostrazioni sperimentali in aula per aiutare gli studenti nella visualizzazione del fenomeno investigato. L'introduzione fenomenologica verrà affiancata dalla formulazione di semplici modelli descrittivi, per arrivare a mostrare l'unitarietà nella descrizione teorica di processi oscillatori ed ondulatori di natura diversa.

Struttura insegnamento e programma

CORSO A
Edizione attiva
Responsabile
FIS/01 - FISICA SPERIMENTALE - CFU: 7
Esercitazioni: 20 ore
Lezioni: 40 ore
Docente: Guzzo Luigi
Programma
1 - Oscillazioni
- Oscillatore armonico
- Oscillatore armonico smorzato.
- Oscillatore forzato-smorzato

2-- Onde meccaniche: Corda vibrante
- Corda non vincolata
- Equazione di d'Alembert
- Proprietà della funzione d'onda
- Corda vibrante vincolata e onde stazionarie
- Onda armonica
- Introduzione all'analisi di Fourier
- Potenza di un'onda
- Coefficienti di trasmissione e riflessione

3 -- Onde meccaniche: acustica
- Elementi di termodinamica
- Onde acustiche in un gas perfetto
- Velocità del suono
- Onde acustiche stazionarie
- Potenza di un'onda acustica
- Onde piane e sferiche
- Fonometria e livello sonoro
- Attenuazione geometrica e per assorbimento
- Percezione dei suoni, scala armonica e strumenti musicali
- Effetto Doppler
- Interferenza e battimenti

4-- Riflessione e rifrazione di onde acustiche e luminose
- Leggi di Snell-Cartesio
- Principio di Fermat
- Riflessione totale interna
- Coefficienti di riflessione e di trasmissione
- Dispersione cromatica

5-- Interferenza e diffrazione di onde acustiche e luminose
- Spettro delle onde elettromagnetiche; velocità della luce; dualità onda-corpuscolo
- Interferenza e battimenti
- Principio di Huygens-Fresnel
- Diffrazione di Fraunhofer da un'apertura
- Interferenza da una doppia fenditura
- Criterio di Rayleigh
- Reticolo di diffrazione
- Interferenza da una lamina sottile
- Interferometro di Michelson

6 - Ottica Geometrica
- Approssimazione parassiale; formazione di immagine;
- Specchi piani e curvi; diottri; Lenti sottili; equazione del costruttore di lenti
- Sistemi di lenti e specchi e strumenti ottici
- Polarizzazione della luce
Propedeuticità
Analisi Matematica I e Meccanica
Prerequisiti e modalità di esame
PREREQUISITI
- calcolo integrale e differenziale
- trigonometria piana
- elementi di meccanica

MODALITA' D'ESAME: PROVA SCRITTA E ORALE CON PROVE IN ITINERE
L'esame comprende una prova scritta, seguita da una prova orale. Per accedere alla prova orale è indispensabile aver conseguito la sufficienza nella prova scritta. La prova scritta include alcuni esercizi di difficoltà analoga a quella dei problemi proposti nel corso delle esercitazioni, da svolgere in due ore. La prova scritta ha la validità di un anno solare. Sul sito del corso online è presente una raccolta
di temi d'esame. Prove in itinere: gli studenti che frequentano il corso hanno la possibilità di sostituire la prova scritta con due prove in itinere, che hanno luogo a metà corso e al termine del corso. Per accedere all'orale è necessario aver conseguito la sufficienza in entrambe le prove in itinere. Le prove consistono in alcuni esercizi di impostazione analoga a quelli svolti durante le esercitazioni del corso e di difficoltà confrontabile con quelli della prova scritta. L'esame orale consiste in una discussione che verte su argomenti trattati nel corso e/o sulla prova scritta.
Metodi didattici
Modalità di frequenza: Fortemente consigliata;
Modalità di erogazione: Tradizionale
Materiale didattico e bibliografia
- Mazzoldi-Nigro-Voci, Fisica 2, Edises

Altri testi suggeriti agli studenti per integrazione e approfondimento:
- Halliday-Resnick-Krane, Fisica vol 1 e 2, CEA
- Jewett & Serway, Principi di Fisica, vol 1, Edises
- Bettini, Le onde e la luce, Zanichelli
Periodo
Secondo semestre
CORSO B
Edizione attiva
Responsabile
FIS/01 - FISICA SPERIMENTALE - CFU: 7
Esercitazioni: 20 ore
Lezioni: 40 ore
Docente: Vailati Alberto
Programma
1 - Oscillazioni
- Oscillatore armonico
- Oscillatore armonico smorzato.
- Oscillatore forzato-smorzato

2-- Onde meccaniche: Corda vibrante
- Corda non vincolata
- Equazione di d'Alembert
- Proprietà della funzione d'onda
- Corda vibrante vincolata e onde stazionarie
- Onda armonica
- Introduzione all'analisi di Fourier
- Potenza di un'onda
- Coefficienti di trasmissione e riflessione

3 -- Onde meccaniche: acustica
- Elementi di termodinamica
- Onde acustiche in un gas perfetto
- Velocità del suono
- Onde acustiche stazionarie
- Potenza di un'onda acustica
- Onde piane e sferiche
- Fonometria e livello sonoro
- Attenuazione geometrica e per assorbimento
- Percezione dei suoni, scala armonica e strumenti musicali
- Effetto Doppler
- Interferenza e battimenti

4-- Riflessione e rifrazione di onde acustiche e luminose
- Leggi di Snell-Cartesio
- Principio di Fermat
- Riflessione totale interna
- Coefficienti di riflessione e di trasmissione
- Dispersione cromatica

5-- Interferenza e diffrazione di onde acustiche e luminose
- Spettro delle onde elettromagnetiche; velocità della luce; dualità onda-corpuscolo
- Interferenza e battimenti
- Principio di Huygens-Fresnel
- Diffrazione di Fraunhofer da un'apertura
- Interferenza da una doppia fenditura
- Criterio di Rayleigh
- Reticolo di diffrazione
- Interferenza da una lamina sottile
- Interferometro di Michelson

6 - Ottica Geometrica
- Approssimazione parassiale; formazione di immagine;
- Specchi piani e curvi; diottri; Lenti sottili; equazione del costruttore di lenti
- Sistemi di lenti e specchi e strumenti ottici
- Polarizzazione della luce
Propedeuticità
Analisi Matematica I e Meccanica
Prerequisiti e modalità di esame
PREREQUISITI
- calcolo integrale e differenziale
- trigonometria piana
- elementi di meccanica

MODALITA' D'ESAME: PROVA SCRITTA E ORALE CON PROVE IN ITINERE
L'esame comprende una prova scritta, seguita da una prova orale. Per accedere alla prova orale è indispensabile aver conseguito la sufficienza nella prova scritta. La prova scritta include alcuni esercizi di difficoltà analoga a quella dei problemi proposti nel corso delle esercitazioni, da svolgere in due ore. La prova scritta ha la validità di un anno solare. Sul sito del corso online è presente una raccolta
di temi d'esame. Prove in itinere: gli studenti che frequentano il corso hanno la possibilità di sostituire la prova scritta con due prove in itinere, che hanno luogo a metà corso e al termine del corso. Per accedere all'orale è necessario aver conseguito la sufficienza in entrambe le prove in itinere. Le prove consistono in alcuni esercizi di impostazione analoga a quelli svolti durante le esercitazioni del corso e di difficoltà confrontabile con quelli della prova scritta. L'esame orale consiste in una discussione che verte su argomenti trattati nel corso e/o sulla prova scritta.
Metodi didattici
Modalità di frequenza: Fortemente consigliata;
Modalità di erogazione: Tradizionale.
Materiale didattico e bibliografia
- Mazzoldi-Nigro-Voci, Fisica 2, Edises

Altri testi suggeriti agli studenti per integrazione e approfondimento:
- Halliday-Resnick-Krane, Fisica vol 1 e 2, CEA
- Jewett & Serway, Principi di Fisica, vol 1, Edises
- Bettini, Le onde e la luce, Zanichelli
Periodo
Secondo semestre
Periodo
Secondo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
Siti didattici
Docente/i
Ricevimento:
Su prenotazione via email
Ufficio 1 Piano, corridoio Astrofisica/Plasmi
Ricevimento:
contattare il docente tramite posta elettronica
Stanza DC/I/22, Dipartimento di Fisica