| Codice |
GP004052 |
| CFU |
6 |
| Docente responsabile |
Assunta Morresi |
| Docenti |
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| Ore |
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| Attività |
Caratterizzante |
| Ambito |
Discipline chimiche inorganiche e chimico-fisiche |
| Settore |
CHIM/02 |
| Tipo insegnamento |
Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento |
italiano |
| Contenuti |
Teoria di base della Trasformata di Fourier. Formalismo delle Funzioni di Correlazione. Spettroscopia di scattering: teoria di base e tecniche Rayleigh Depolariizzato, Raman, Brilloiun. Dinamica non reattiva in sistemi molecolari semplici e di interesse biologico. Esempi dalla letteratura. Crioconservazione. |
| Testi di riferimento |
B.J.Berne, R. Pecora, Dynamic light scattering, Dover Publication, INC. R. N. Bracewell, The Fourier Transform and its application, ed. McGraw-Hill, Inc.materiale consigliato dal docente |
| Obiettivi formativi |
L'insegnamento, articolato al suo interno in due parti, una teorica di 35 ore e una pratica di 12, si propone di trasmettere allo studente conoscenze di base spettroscopia di luce diffusa, concetti fondamentali riguardanti il formalismo delle funzioni di correlazione, e comprensione dei parametri dinamici fondamentali; si propone inoltre di trasmettere allo studente abilità nella comprensione della letteratura scientifica correlata e nell'uso del set-up sperimentale. L'acquisizione complessiva effettiva sarà verificata in sede d'esame. |
| Prerequisiti |
no |
| Metodi didattici |
Presentazione frontale di lezioni teoriche in cui sono offerti i contenuti di base del programma (per un totale di 35 ore) e lezioni pratiche riguardanti applicazioni sperimentali correlate (12 ore) |
| Altre informazioni |
La frequenza non è obbligatoria ma fortemente consigliata. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento |
Esame orale. Si verifica la comprensione dei fondamenti dei concetti esposti e la capacità di presentarli e argomentarli.
Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso |
Trasformate di Fourier: formalismo, proprietà e teoremi di base. Teoria di base per lo scattering di luce. Formalismo delle funzioni di correlazione temporali. Dinamica non reattiva: gradi di libertà rotazionali, vibrazionali e traslazionali, processi di rilassamento. Modelli interpretativi: teoria diffusionale, modello Stokes-Einstein-Debye per dinamica rotazionale e modello Kubo per defasamento vibrazionale. Dinamica molecolare in soluzione: tecniche di scattering Brillouin, Rayleigh Depolarizzato e Raman. Strumentazione dispersiva ed interferometrica, geometrie sperimentali. Parametri dinamici da forme di banda. Trattamento dati da segnali nel dominio del tempo e delle frequenze. Esempi di studio di sistemi molecolari semplici. Dinamica molecolare di sistemi di interesse biologico (zuccheri, proteine). Crioconservazione di cellule e tessuti ad uso clinico. Applicazioni di alcune tecniche spettroscopiche per studi su campioni di interesse biologico. |
| Codice |
GP004053 |
| CFU |
7 |
| Docente responsabile |
Pier Luigi Gentili |
| Docenti |
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| Ore |
- 59 Ore - Pier Luigi Gentili
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| Attività |
Caratterizzante |
| Ambito |
Discipline chimiche inorganiche e chimico-fisiche |
| Settore |
CHIM/02 |
| Tipo insegnamento |
Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento |
Italiano |
| Contenuti |
Significato di Complessità Naturale e Complessità Computazionale. Fondamenti della termodinamica di non-equilibrio e della dinamica non-lineare.Reazioni chimiche oscillanti.Caos e Frattali.Si effettueranno 4 esperienze di laboratorio per testare i principi della Termodinamica di non-equilibrio e della dinamica non-lineare. |
| Testi di riferimento |
P. L. Gentili, “Untangling Complex Systems: A Grand Challenge for Science”, CRC Press, 2018, ISBN 9781466509429. |
| Obiettivi formativi |
Il modulo “Indagini di Sistemi Complessi” rappresenta l’unico insegnamento di Termodinamica di non-equilibrio e di dinamica non-lineare per gli studenti della Laurea Magistrale in Scienze Chimiche. L’obiettivo principale di questo modulo è quello di fornire agli studenti le basi concettuali e metodologiche per affrontare l’indagine di Sistemi Complessi. Le principali conoscenze che devono esser acquisite da parte dello studente sono:•criteri evolutivi di sistemi chimico-fisici fuori dall’equilibrio;•auto-organizzazione;•determinismo caotico e strutture frattaliche;•Complessità Naturale e Computazionale.Le conoscenze acquisite consentiranno allo studente di:•provare a predire l’evoluzione di sistemi fuori dall’equilibrio;•studiare sperimentalmente processi chimico-fisici di auto-organizzazione;•apprezzare i limiti conoscitivi della scienza quando si trattano processi deterministici caotici;•caratterizzare le strutture frattaliche. |
| Prerequisiti |
Conoscenza della Termodinamica di equilibrio. |
| Metodi didattici |
Il corso è organizzato in due fasi.La prima fase consiste nelle lezioni frontali (per un totale di 5 CFU) svolte in aula su tutti gli argomenti del corso e coadiuvato da filmati.La seconda fase consiste in quattro esercitazioni di laboratorio (per un totale di 2 CFU) della durata di sei ore ciascuna. Le esperienze verranno condotte presso il Laboratorio di Fotofisica e Fotochimica del Dipartimento di Chimica, Biologia e Biotecnologie. Gli studenti saranno divisi in gruppi (massimo tre studenti per gruppo) ed eseguiranno le esperienze in parallelo utilizzando diverse strumentazioni disponibili nel laboratorio. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento |
L’apprendimento degli argomenti del corso è testato in due modi. Una prova scritta che consiste nella stesura delle relazioni delle esperienze di laboratorio. Una prova orale con domande inerenti agli argomenti svolti nella parte frontale del corso. Le relazioni dovranno esser consegnate prima di sostenere la prova orale. |
| Programma esteso |
Gli argomenti che sono trattati sono i seguenti:1) Introduzione alla Complessità Naturale. Proprietà dei Sistemi Complessi. 2) Rivisitazione approfondita del II Principio della Termodinamica. 3) Termodinamica di non-equilibrio. Flussi e Forze. Regimi lineare e non-lineare. Produzione di entropia e criteri di evoluzione per sistemi fuori dall'equilibrio. 4) Analisi lineare di stabilità degli stati stazionari: stati stabili, instabili ed oscillanti. 5) Reazioni chimiche oscillanti, onde chimiche. Strutture di Turing. Precipitazioni periodiche. 6) Approfondimenti sulle dinamiche in regime non-lineare: Determinismo Caotico. Esempio della convezione.7) Frattali. 8) Sfide della Complessità Naturale e Computazionale. In laboratorio vengono eseguiti degli esperimenti che consentono di testare la parte teorica del corso. |
