Insegnamento FISICA DELLA MATERIA
| Nome del corso di laurea | Ottica e optometria |
|---|---|
| Codice insegnamento | A002491 |
| Sede | TERNI |
| Curriculum | Comune a tutti i curricula |
| Docente responsabile | Alessandro Paciaroni |
| Docenti |
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| Ore |
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| CFU | 6 |
| Regolamento | Coorte 2021 |
| Erogato | Erogato nel 2023/24 |
| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Microfisico e della struttura della materia |
| Settore | FIS/03 |
| Anno | 3 |
| Periodo | Primo Semestre |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Tipo attività | Attività formativa monodisciplinare |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Elementi di struttura della materia. Stato vetroso della materia. Proprietà ottiche dei materiali. Interazione tra radiazione elettromagnetica, in particolare nel visibile e UV, e materia. |
| Testi di riferimento | Dispense fornite dal docente. |
| Obiettivi formativi | L'obiettivo principale del corso è quello di fornire agli studenti le conoscenze per comprendere i fondamenti teorici alla base delle proprietà della materia di interesse per l'Ottica e l'Optometria. Il corso fornisce anche un'introduzione all'interazione tra la radiazione elettromagnetica e la materia, a partire da un punto di vista quantistico e alla fisica dei laser. Le principali conoscenze acquisite riguarderanno i principi generali con cui si affronta il problema a molti corpi nella fisica della materia e le potenzialità applicative e sperimentali che emergono dall'interazione tra la radiazione e la materia. La principali abilità che il corso si propone di trasmettere consiste nel saper usare le leggi fondamentali della fisica della materia per approfondire la comprensione delle proprietà dei materiali e dei principi di funzionamento dei dispositivi impiegati in ottica e optometria. |
| Prerequisiti | Nessuno |
| Metodi didattici | Il corso è articolato in lezioni teoriche. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento Fisica prevede una prova orale che ha lo scopo di accertare: i) la capacità di comprensione dei contenuti teorici del corso (descrittore di Dublino 1), ii) la capacità di esporre e di applicare correttamente le conoscenze teoriche (descrittore di Dublino 2), iii) l'abilità di formulare in autonomia di giudizio osservazioni appropriate sulle possibili alternative modellistiche (descrittore di Dublino 3), iv) l'abilità di comunicare in modo efficace e pertinente in forma scritta (descrittore di Dublino 4). La valutazione finale verrà stabilita dalla Commissione in trentesimi. In relazione ai quesiti della prova orale, i quesiti sulle modalità di interazione tra radiazione e materia -ivi inclusa la distinzione tra metalli e isolanti- saranno fondamentali per verificare lo stato della conoscenza di base di fisica classica e moderna relativa degli studenti e come tale conoscenza è integrata al livello sia teorico che pratico per l'impiego nei settori dell'ottica e dell'optometria. Riguardo a quest'ultimo punto più applicativo, la prova orale verterà anche a verificare l'apprendimento degli studenti riguardo alle proprietà strutturali ed elastiche dei materiali per l'ottica e l'optometria, in particolare vetri e polimeri. La conoscenza congiunta delle proprietà di interazione tra radiazione e materia e delle proprietà fisiche dei materiali per l'ottica potrà essere applicata anche nell'ambito delle tecnologie alla base della più avanzata strumentazione ottica per la ricerca. 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 | 0. Perchè studiare la Fisica della Materia. (Simon) 1. La radiazione di corpo nero e la soluzione di Planck. (Tipler) 2. Effetto fotoelettrico: fenomenologia e l'interpretazione di Einstein. (Tipler) 3. Modelli atomici, i postulati di Bohr, transizioni elettroniche. (Tipler) 4. Spettroscopia, spettri di assorbimento ed emissione, distribuzioni spettrali. (Tipler) 5. Oscillatore armonico stimolato, risposta di una distribuzione di elettroni a un campo elettrico oscillante. Risposta di elettroni in isolanti. Oscillatore di Lorenz. Risposta di elettroni in conduttori. Modello di Drude. Proprietà ottiche dei materiali. Spettro di colore, assorbimento, diffusione e riflessione della luce. (Colton) 6. Classificazione dei materiali. Legami atomici nei solidi: forze ed energie di legame. Interazioni atomiche primarie e secondarie. Solidi covalenti, ionici, metallici e molecolari. (Callister) 7. Struttura dei materiali: solidi cristallini, policristallini ed amorfi. Polimorfismo e allotropia. Omogeneità ed anisotropia. Difetti reticolari: puntuali, lineari, superficiali e volumetrici. (Callister) 8. Applicazioni e produzione dei materiali ceramici. Il vetro e le sue proprietà. Comportamento viscoso del vetro in funzione della temperatura. (Callister) 9. Proprietà meccaniche dei materiali: comportamento elastico (tensione e deformazione nominale, legge di Hooke, modulo di elasticità e modulo di Poisson), anelasticità, deformazione plastica, resistenza alla rottura. Duttilezza, allungamento e riduzione percentuale dell'area, comportamento a rottura (rottura fragile e duttile), recupero elastico dopo la deformazione plastica. Durezza, scala di Mohs, test di durezza. (Callister) 10. I polimeri: chimica delle molecole polimeriche, omopolimeri e copolimeri, peso molecolare, grado di polimerizzazione, forma, struttura e configurazione dei polimeri. Polimeri termoplastici e termoindurenti, grado di polimerizzazione di un copolimero, cristallinità dei polimeri, sferuliti, difetti nei polimeri. Proprietà meccaniche dei polimeri, meccanismi di deformazione. Processo di vulcanizzazione degli elastomeri. Fenomeni di cristallizzazione, fusione e transizione vetrosa nei polimeri. Sintesi e processi di produzione dei polimeri: polimerizzazione. (Callister) 11. Fenomeni all'interfaccia tra sostanze diverse, forze di coesione e di adesione, bagnabilità e angolo di contatto, equazione di Young. Definizione e metodi di misurazione della rugosità. (Callister) 12. Materiali per lenti oftalmiche: lenti minerali ed organiche. Polimeri per lenti a contatto. (Callister) 13. La diffusione, leggi di Fick e coefficiente di diffusione, coefficiente di permeabilità. Lenti a contatto (LAC) e permeabilità all'ossigeno. (Callister) |
| Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile |