CODICE | 61735 |
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ANNO ACCADEMICO | 2022/2023 |
CFU |
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SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE | FIS/04 |
LINGUA | Italiano |
SEDE |
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PERIODO | 2° Semestre |
PROPEDEUTICITA |
Propedeuticità in ingresso
Per sostenere l’esame di questo insegnamento è necessario aver sostenuto i seguenti esami:
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MATERIALE DIDATTICO | AULAWEB |
Il corso di Fisica nucleare, delle particelle e astrofisica 1 si tiene al secondo semestre del terzo anno della Laurea Triennale in Fisica. Esso mira a fornire una introduzione alla fisica dei nuclei e delle particelle elementari e alle tematiche astrofisiche e cosmologiche connesse. Particolare attenzione viene posta allo sviluppo storico di queste discipline, a loro applicazioni e agli apparati sperimentali.
Il corso fornisce le nozioni base della fisica dei nuclei e delle particelle con particolare attenzione alla definizione delle osservabili più importanti, alla metodologia della loro misura e agli esperimenti più significativi.
Il corso mira a fornire alcuni semplici concetti introduttivi della fisica dei costituenti della materia. Vengono analizzati i nuclei atomici e le particelle subnucleari, e tramite lo studio delle loro proprietà, si delineano alcune caratteristiche delle interazioni nucleari forte e debole che gli studenti approfondiranno in corsi dedicati, oltre che dell'interazione elettromagnetica e gravitazionale con cui gli studenti hanno acquisito familiarità nei corsi di fisica generale. Si introducono concetti di astrofisica e cosmologia connessi con la fisica nucleare e delle particelle, in particolare astrofisica stellare e galattica, nucleosintesi primordiale, raggi cosmici. Si forniscono inoltre nozioni sugli strumenti sperimentali per lo studio dei nuclei, delle particelle subnucleari e delle osservabili astrofisiche.
Al termine del corso lo studente avrà acquisito una conoscenza di base della fisica dei nuclei, delle particelle e dell'astrofisica che serve da supporto per coloro che intendono approfondire queste discipline in corsi dedicati e che comunque fornisce una formazione introduttiva anche per coloro che si dedicheranno ad altre discipline. Lo studente sarà in grado di effettuare semplici calcoli di fenomeni e reazioni nucleari e subnucleari, in particolare nel caso di applicazioni comuni quali la radiodatazione, la dosimetria delle radiazioni e la produzione di energia, di determinare caratteristiche salienti di alcuni apparati sperimentali a seconda di diverse necessità e di valutare gli elementi principali di alcuni fenomeni astrofisici e cosmologici.
Lezioni frontali con esercitazioni. Copia delle slide utilizzate durante le lezioni viene fornita agli studenti tramite Aulaweb. Vengono altresì fornite dispense e raccolte di esercizi.
Il nucleo atomico. La scoperta del nucleo atomico, misura del raggio e della densità di carica, sistematica delle masse e energie di legame, momenti magnetici, elettrici e classificazione delle transizioni elettromagnetiche nei nuclei. Spin isotopico. Stabilità e instabilità nucleare, leggi del decadimento radioattivo. Decadimento alfa, decadimento beta. Sezioni d'urto. Reazioni nucleari; fissione e fusione. Modelli nucleari: modello a goccia, a gas di Fermi, modello a shell. Dosimetria e datazioni (cenni).
Interazione particelle materia. Particelle cariche: perdita di energia per ionizzazione e radiazione. Fotoni: effetto fotoelettrico, Compton, produzione di coppie. Interazione neutroni materia. Introduzione ai rivelatori e agli acceleratori di particelle
Astrofisica. Definizioni, strumenti e osservabili. Modello del Big Bang. Modello della stella, bilancio energetico, fasi di evoluzione stellare. Reazioni di fusione termica, catena protone-protone. Produzione di neutrini. Galassie. Sistemi planetari
Particelle elementari. Raggi cosmici e prime scoperte di particelle subnucleari: positrone, muone, pione e kaone. Leptoni, adroni, risonanze, mesoni, barioni. Parità e sua violazione, i numeri leptonici, oscillazioni di sapore dei neutrini. I costituenti elementari della materia nel Modello Standard; i problemi aperti (cenni)
Povh, Rith, Scholtz e Zetsche: Particelle e nuclei - Boringhieri 2002
Mukhin: Experimental Nuclear Physics vol 1 e 2 - Mir Publishers Moscow
C.E.Rolfs, W.S.Rodney: Cauldrons in the Cosmos - Univ. Chicago Press.
D. Perkins: Introduction to High Energy Physics.
D. Griffiths: Introduction to Elementary Particles - Wiley VCH
W.S.C. Williams: Nuclear and Particle Physics
I. Lombardo Problemi di fisica nucleare e subnucleare - CEA
Ricevimento: previo appuntamento
MAURO GINO TAIUTI (Presidente)
FABRIZIO FERRO
PAOLO PRATI
ENRICO ROBUTTI
MATTEO SANGUINETI
SILVANO TOSI (Presidente Supplente)
Dal 15 febbraio 2022
L'esame comporta una parte scritta e una parte orale.
L'esame orale viene sempre condotto dal docente responsabile e da un altro esperto della materia (di solito un docente di ruolo) ed ha una durata che varia tra circa 20 e circa 40 minuti. E’ articolato su un numero prefissato di domande che vertono sul programma d’esame e consente alla commissione di giudicare, oltre che la preparazione, il grado di raggiungimento degli obiettivi di comunicazione, autonomia ecc. La prova scritta è in genere organizzata su più domande/ problemi sul programma di esame con difficoltà graduate che permetta al docente di effettuare nientemeno che un accertamento del grado di raggiungimento degli obiettivi formativi. Con tali modalità, la commissione è in grado di verificare con elevata accuratezza il raggiungimento degli obiettivi formativi dell'insegnamento. Quando questi obiettivi non siano stati raggiunti, lo studente è invitato ad approfondire lo studio e ad avvalersi di ulteriori spiegazioni da parte del docente titolare. Nel caso dell'esame scritto, i membri della commissione di esame stabiliscono i criteri per attribuire punteggi parziali alle varie risposte, graduando i punteggi secondo la difficoltà dei problemi. In base a tali criteri è precipuamente possibile associare in modo preciso il punteggio totale acquisito al raggiungimento dei risultati di apprendimento. Il voto conclusivo si ottiene dalla media ponderata di scritto e orale. La Commissione decide preventivamente e uniformemente per tutte le sessioni di esame, quale peso relativo dare alle due prove.
Al fine di aiutare gli studenti a valutare il livello di apprendimento raggiunto, vengono organizzate delle esercitazioni guidate senza valutazione, durante le quali sono proposti esercizi e problemi della tipologia d'esame.
Per quanto riguarda le modalità di svolgimento dell'esame, si veda il campo corrispondente.
Data | Ora | Luogo | Tipologia | Note |
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13/01/2023 | 09:00 | GENOVA | Scritto | |
07/02/2023 | 09:00 | GENOVA | Scritto | |
08/06/2023 | 09:00 | GENOVA | Scritto | |
06/07/2023 | 09:00 | GENOVA | Scritto | |
07/09/2023 | 09:00 | GENOVA | Scritto |