Salta al contenuto principale
CODICE 80280
ANNO ACCADEMICO 2023/2024
CFU
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE CHIM/02
LINGUA Italiano
SEDE
  • GENOVA
PERIODO 1° Semestre
MATERIALE DIDATTICO AULAWEB

PRESENTAZIONE

Chimica Fisica dei Materiali Magnetici è un insegnamento caratterizzante di indirizzo inorganico - chimico fisico focalizzato sulla studio di aspetti teorici e sperimentali della chimica fisica dei materiali magnetici.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L’insegnamento si prefigge lo scopo di portare lo studente alla conoscenza del comportamento di sistemi chimico-fisici sottoposti a campi magnetici. Sarà studiato l’effetto di un campo magnetico su un gas, su un liquido o soluzione, su un solido organico o inorganico. Saranno esaminati i principali materiali e composti che presentano attualmente una particolare rilevanza tecnologica e industriale: magneti permanenti, registrazione magnetica, acciai magnetici.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Nell’ambito del corso di laurea di scienza e tecnologia dei materiali le competenze acquiste nel corso sono da ritenersi particolarmente adatti per il profilo Scienziato dei Materiali: Specialista nella Ricerca. Tuttavia la parte relativa alle applicazioni tecnologiche dei magneti permanenti fornisce delle competenze che risultano adatte anche al profilo Scienziato dei Materiali: Specialista nella Tecnologia.

PREREQUISITI

Risultano indispensabili le conoscenze acquisite nei corsi di Matematica,  Fisica Generale,  Chimica Generale  e chimica fisica

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali focalizzate sul programma dell’insegnamento. Gli studenti, divisi in piccoli gruppi, svolgeranno attività di laboratorio volte al consolidamento delle conoscenze teoriche e allo sviluppo della capacità di progettazione di materiali magnetici sia bulk che nanostrutturati. La frequenza delle lezioni frontali è ritenuta indispensabile per lo svolgimento delle attività di laboratorio.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Introduzione – unità di misura nel magnetismo. Sistema SI e sistema c.g.s.Origine del momento magnetico:  Momento magnetico orbitale e Momento magnetico di spin in meccanica quantistica.Stati fondamentali e Regole di Hund. Accoppiamenti (Russell-Saunders, jj).Diamagnetismo: Origine del diamagnetismo; Classificazione sostanze diamagnetiche; Legge di addittività di Pascal.  Paramagnetismo:Trattazione secondo la Teoria di Langevin; Trattazione secondo la meccanica quantistica (equazione di Boltzmann e funzione di Brillouin); Legge di Curie,Legge di Curie-Weiss.Magnetismo nei complessi dei metalli di transizione,Teoria del legame di valenza, Teoria del campo cristallino. Paramagnetismo degli elettroni di conduzione. I sistemi magnetici ordinati: Teoria di Weiss, Modello di Heisenberg, Modello a bande.Teoria RKKY  Ferromagnetismo: Modello di Stoner-Wohlfart, Aspetti fenomenologici. L’anisotropia magnetica. I domini magnetici. Il ciclo di isteresi.  Induzione di saturazione. Rimanenza. Campo coercitivo. Antiferromagnetismo: Teoria del Campo Molecolare, Le transizioni metamagnetiche: transizioni del primo e secondo ordine. Transizioni spin-flop. Transizioni spin-flip. Ferrimagnetismo: Dipendenza di M da T e H. la temperatura di compensazione.Teoria del Campo Molecolare nei sistemi ferrimagnetici.Magneti permanenti.  Superparamagnetismo: Teoria di Langevin applicata a particelle superparamagnetiche. Temperatura di blocking. Definizione di raggio critico della particella superparamagnetica. Magnetismo molecolare: Interazioni di scambio in sistemi di spin organici. Teoria di Blaney-Bowers. Studio di alcuni aspetti tecnologici del magnetismo. Magneti hard, soft, acciai magnetici. Verranno proposte due esercitazione pratiche di laboratorio legate allo studio delle proprietà magnetiche di materiali. Il programma dettagliato dell’insegnamento verrà discuisso con gli studenti durante le lezioni.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

S. Blundell, Magnetism in condensed matter. Oxford: Oxford Univesity Press, 2001.

J.M.D. Coey, Magnetism and Magnetic Materials, Cambridge University Press, New York, 2010.

D. Peddis, P. E. Jönsson, S. Laureti, and G. Varvaro, Magnetic interactions: A tool to modify the magnetic properties of materials based on nanoparticles, vol. 6. 2014.

G. Muscas, N. Yaacoub, and D. Peddis, Novel Magnetic Nanostrucures Unique properties and applications. Amsterdam, Netherlands: Elsevier, 2019.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

DAVIDE PEDDIS (Presidente)

SAWSSEN SLIMANI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Dal 16 ottobre 2023

 

Orari delle lezioni

L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile all'indirizzo EasyAcademy.

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

- Esame orale della durata di 45 – 60 minuti alla presenza di due docenti del settore scientifico disciplinare.

- Preparazione del quaderno di laboratorio contenente un dettagliato resoconto di tutte le attività sperimentali e di calcolo svolte in laboratorio. Il quaderno di Laboratorio, redatto personalmente da ciascuno studente, deve essere consegnato al docente almeno una settimana prima dell’esame.

- Preparazione del fascicolo di laboratorio redatto  secondo modalità che verranno discusse dettagliatamente durante le lezioni. In generale il fascicolo di laboratorio dovrà contenere: a. descrizione dettagliata dei fondamenti teorici e degli aspetti sperimentali delle esperienze di laboratorio; b. elaborazione, razionalizzazione e valutazione critica dei risultati degli esperimenti ottenuti. Il fascicolo di laboratorio, redatto da piccoli gruppi di studenti, dovrà essere consegnate al docente almeno una settimana prima dell’esame.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L’accertamento del raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi  avverrà attraverso  La valutazione combinata del l’esame orale, del quaderno di laboratorio e del fascicolo di laboratorio. In particolare:

-) L’esame orale consentirà’ oltre alla valutazione della conoscenza degli argomenti oggetti dell’insegnamento, la verifica della capacità di ragionamento dello studente e della sua abilità nella risoluzione di semplici esercizi. Durante l’esame orale saranno inoltre oggetto di valutazione la proprietà di linguaggio e l’utilizzo appropriato di lessico specialistico.

-) La valutazione del quaderno di laboratorio consentirà di verificare la capacità critiche di osservazione e di ragionamento dello studente nella pianificazione e nella esecuzione dell’attività sperimentale. Verranno altresì valutati la capacità di descrivere in modo chiaro organico e dettagliato l’attività di laboratorio.

-) la valutazione del fascicolo di laboratorio consentirà di verificare la capacità dello studente di razionalizzare l’attività sperimentale svolta, elaborando e commentando in modo critico i risultati sperimentali ottenuti durante le attività’ di laboratorio. Sara altresì possibile valutare la capacità degli studenti di organizzare un testo scientifico di media lunghezza in modo razionale ed omogeno. Infine, verrà valuta la capacità degli studenti di lavorare in team.

Calendario appelli

Dati Ora Luogo Tipologia Note
01/02/2024 15:00 GENOVA Orale
15/02/2024 15:00 GENOVA Orale
10/06/2024 15:00 GENOVA Orale
25/06/2024 15:00 GENOVA Orale
08/07/2024 15:00 GENOVA Orale
22/07/2024 15:00 GENOVA Orale
05/09/2024 15:00 GENOVA Orale

Agenda 2030

Agenda 2030
Istruzione di qualità
Istruzione di qualità
Parità di genere
Parità di genere
Consumo e produzione responsabili
Consumo e produzione responsabili