Storia della fisica

A.A. 2018/2019
Insegnamento per
6
Crediti massimi
42
Ore totali
SSD
FIS/08
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Il corso presenta i principali temi della storia della fisica. Il corso è rivolto: 1) agli studenti di fisica interessati alle applicazioni della storia della fisica alla didattica disciplinare e ai collegamenti tra storia e filosofia della fisica; 2) agli studenti di scienze e tecnologie per i beni culturali interessati agli aspetti storici del patrimonio scientifico strumentale.

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
Responsabile
FIS/08 - DIDATTICA E STORIA DELLA FISICA - CFU: 6
Lezioni: 42 ore
Programma
1) Elementi di filosofia della scienza
Scienza e pseudo-scienza. Deduzione e induzione. Il problema di Hume. Inferenza verso la spiegazione migliore. Probabilità e induzione. Il modello della legge di copertura di Hempel. I problemi della simmetria e dell'irrilevanza. Spiegazione e causalità. Spiegazione e riduzione. Realismo scientifico e anti-realismo. L'osservabilità. La sottodeterminazione.
2) La fisica dell'antichità classica
La teoria delle cause di Aristotele e la classificazione dei filosofi naturali presocratici. La fisica pitagorica. L'atomismo ellenico. La meccanica aristotelica. La fisica archimedea. La cosmologia aristotelica. L'eliocentrismo di Aristarco. La misura della Terra. L'astronomia tolemaica.
3) La fisica medievale e rinascimentale
La fisica araba e occidentale. La teoria dell'impetus. Il sistema copernicano. Il sistema ticonico. La meccanica celeste kepleriana.
4) La Rivoluzione Scientifica
Storiografia critica sulla Rivoluzione Scientifica. La cosmologia cartesiana.
5) La fisica galileiana
Gli strumenti galileiani. La matematica e la misura. Il copernicanesimo galileiano. Il Sidereus Nuncius e il Dialogo sopra i due massimi sistemi. Il moto di caduta. I Discorsi e dimostrazioni intorno a due nuove scienze.
6) La fisica newtoniana
La scienza newtoniana nel contesto alchemico e religioso. Il procedimento teorico newtoniano. I Principia mathematica philosophiae naturalis. Lo spazio, il tempo, il movimento. Il dualismo materia-forza. Le leggi del moto. La gravitazione newtoniana. Le proprietà della materia. L'ottica newtoniana. L'ottica di Hooke. La fisica di Huygens. La misura della velocità della luce.
7) La meccanica post-newtoniana
La conservazione della quantità di moto. L'energia cinetica e potenziale. La conservazione dell'energia. La conservazione del momento angolare. L'azione. La meccanica hamiltoniana. La meccanica lagrangiana.
8) La fisica dei fluidi e dei campi
L'ottica post-newtoniana. L'etere. Il fluido elettrico. Il fluido magnetico. L'elettrostatica. L'elettrodinamica. Il campo. L'induzione elettromagnetica. L'unificazione elettromagnetica. L'elettromagnetismo maxwelliano. L'ottica elettromagnetica.
9) La termodinamica
Il primo principio della termodinamica. Il secondo principio della termodinamica. La teoria cinetica dei gas. La meccanica statistica di Boltzmann e Gibbs.
10) La transizione verso la fisica moderna
La spettroscopia. La radiazione di corpo nero. Il quanto d'azione di Planck. Il quanto di energia di Einstein. I modelli atomici chimici e fisici dell'Ottocento. I raggi catodici. Gli elettroni. I raggi X. La radioattività. La struttura dell'atomo nucleare.
11) La teoria della relatività
La teoria della relatività ristretta. La velocità della luce. Lo spazio-tempo. La teoria della relatività generale. La gravitazione e l'accelerazione.
12) La teoria atomica
L'atomo planetario di Rutherford. L'atomismo e la spettroscopia. L'atomo di Bohr.
13) La meccanica quantistica
Il dualismo onda-particella. Il principio di indeterminazione. La meccanica matriciale e la meccanica ondulatoria. L'equazione d'onda di Schrödinger. L'equazione d'onda relativistica di Dirac. L'elettrodinamica quantistica.
14) La fisica nucleare e delle particelle elementari
Le proprietà del nucleo atomico. La radioattività e la stabilità nucleare. I modelli nucleari. La radioattività artificiale. La fissione nucleare. La fusione nucleare. Le particelle elementari: elettrone, neutrone, muone, pione. Il neutrino. I quark. Il modello standard.
15) La cosmologia
La Galassia. Le galassie in allontanamento. L'evoluzione stellare. L'espansione dell'universo. Il modello del Big Bang.
Informazioni sul programma
Sul sito Ariel
Propedeuticità
Esami del primo biennio
Prerequisiti e modalità di esame
Modalità d'esame: PROVA ORALE
L'esame consiste in una discussione orale che verte sugli argomenti trattati nel corso e su un argomento di approfondimento concordato con il docente.
Metodi didattici
Modalità di frequenza: Fortemente consigliata;
Modalità di erogazione: Tradizionale.
Materiale didattico e bibliografia
Buchwald, Fox: "The Oxford Handbook of the History of Physics" (Oxford University Press).
Henry: "A Short History of Scientific Thought" (Palgrave MacMillan).
Motz, Weaver: "La storia della fisica" (Cappelli).
Okasha: "Il primo libro di filosofia della scienza" (Einaudi).
Periodo
Primo semestre
Periodo
Primo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
Siti didattici
Docente/i
Ricevimento:
Su appuntamento e-mail/tel.
Via Celoria 16, Edificio Lita, secondo piano