PRESENTAZIONE

La Fisica è una scienza fondamentale che ha per oggetto la comprensione dei fenomeni naturali e fornisce gli strumenti per poterli interpretare in modo quantitativo. È la base da cui si sviluppano le altre scienze e la tecnologia, e svolge un ruolo importante nell’ambito dei Beni Culturali e del loro restauro in quanto costituisce la base per lo sviluppo di tecnologie rilevanti per la diagnostica, la conservazione e il restauro.

L'insegnamento si articola in due parti: la prima di carattere generalistico, la seconda incentrata sulle tecniche di diagnostica dei materiali.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento si prefigge di fornire agli studenti gli elementi di fisica di base per la soluzione di semplici problemi quantitativi, in modo da poter affrontare con sicurezza le metodologie fisiche connesse con la conservazione e il restauro dei beni culturali. L'insegnamento presenta inoltre alcune delle tecniche fisiche più utilizzate nello studio e nella conservazione dei beni culturali, allo scopo di fornire agli studenti gli strumenti fisici essenziali per l’interazione con gli esperti di conservazione e restauro dei beni culturali.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La frequenza e la partecipazione alle attività didattiche consentiranno allo studente di acquisire conoscenze di base necessarie per affrontare studi nel campo della Conservazione e del Restauro dei Beni Culturali.

Alla fine della prima parte lo studente sarà in grado di:

- esprimere correttamente il risultato di una misura fisica e comprendere il significato di affidabilità di una misura e di distribuzione statistica;

- conoscere e utilizzare le principali leggi fisiche della meccanica, dell’elettromagnetismo e dell’ottica;

- applicare le conoscenze acquisite a sistemi fisici semplici.

Alla fine della seconda parte lo studente sarà in grado di:

- conoscere le principali tecniche diagnostiche per l’analisi di un manufatto;

- conoscere i principi fisici alla base delle tecniche diagnostiche;

- conoscere il tipo di informazione, l’affidabilità e i limiti di ciascuna tecnica;

- applicare le conoscenze acquisite alla scelta delle tecniche da utilizzare per lo studio di uno specifico manufatto.

PREREQUISITI

Per affrontare efficacemente i contenuti dell’insegnamento sono necessarie le seguenti conoscenze di base di matematica elementare:

1. Elementi di geometria;
2. Piano cartesiano e rappresentazione in esso di funzioni elementari;
3. Elementi di trigonometria.

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento è costituito da lezioni frontali erogate mediante presentazioni multimediali.

Durante le lezioni verranno presentati esempi numerici e semplici esercizi illustrativi.

Gli studenti che hanno una certificazione valida di disabilità fisica o di apprendimento depositata presso l'Ateneo e che desiderano discutere possibili agevolazioni o altre circostanze riguardanti lezioni, compiti e esami, dovrebbero parlare sia con il docente sia con la Professoressa Sara Ferrando (sara.ferrando@unige.it), referente del Dipartimento per le disabilità.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Prima parte:

1. Misura di grandezze fisiche e unità di misura.

2.Trattamento delle misure fisiche:

- cifre significative;

- errore di una misura;

- basi della trattazione statistica dei dati.

3. Meccanica:

- i vettori in fisica;

- le leggi del moto;

- forza, principi della dinamica;

- lavoro ed energia, potenza;

- forze conservative ed energia potenziale.

4. Elettromagnetismo:

- cariche elettriche, forze e campi;

- potenziale elettrostatico ed energia potenziale elettrostatica;

- corrente continua e circuiti elettrici elementari;

- cenni alle onde elettromagnetiche.

5. Termologia:

- temperatura e calore;

- termodinamica: variabili di stato, trasformazioni, i tre principi.

6. Onde:

- ottica geometrica;

- ottica fisica: interferenza e diffrazione.

Seconda parte:

1. Introduzione alla Diagnostica Fisica dei Beni Culturali

• Rilevanza della DFBC nel contesto di una conoscenza multidisciplinare dell’oggetto
• Il principio generale di una osservazione fisica della materia: sonda, sistema, interazione, prodotto
• I livelli dimensionali a cui si trova l’informazione e tecniche strumentali che la rendono accessibile
• Strategia delle indagini fisiche

2. Stati di aggregazione della materia

3. La luce come sonda

• Lo spettro elettromagnetico
• La microscopia ottica
• La riflettografia infrarossa
• L’analisi multispettrale
• La termoluminescenza e la luminescenza stimolata otticamente
• La spettrometria Raman

4. I raggi X come sonda

• Natura dei raggi X e modalità di interazione con la materia
• Sorgenti di raggi X
• Strumenti per la rivelazione di raggi X
• Radiografia
• Fluorescenza di raggi X
• Diffrazione di raggi X
• Altre tecniche con luce di sincrotrone

5. Gli elettroni come sonda

• Natura degli elettroni e modalità di interazione con la materia
• Principio di funzionamento di un microscopio elettronico a scansione (SEM)
• Immagini  con elettroni secondari ed elettroni retrodiffusi
• Analisi elementale con ED-XRF in un SEM con possibilità di mappatura

6. Gli ioni come sonda

• Natura degli ioni e modalità di interazione con la materia
• Produzione degli ioni: acceleratori elettrostatici e loro tipologie
• Le tecniche analitiche con fasci di ioni: PIXE, PIGE, RBS, ERDA e loro strumentazioni specifiche
• Il campione stesso come sorgente di ioni: AMS e datazione con 14C

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Tutto il materiale multimediale utilizzato nel corso delle lezioni sarà disponibile sul sito di Aulaweb insieme anche a eventuale materiale di approfondimento su temi specifici.

I testi sotto indicati, disponibili presso la biblioteca della Scuola di Scienze M.F.N., vengono suggeriti come testi di riferimento, ma qualsiasi altro testo che copra gli stessi argomenti può adempiere allo scopo.

Prima parte:

James S. Walker: Fondamenti di Fisica 1.  Zanichelli.

Seconda parte:

James S. Walker: Fondamenti di Fisica 2.  Zanichelli.

M. Martini, A. Castellano, E. Sibilia: Elementi di Archeometria.   Egea 

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Per la prima parte (24 ore) data di inizio e calendario delle lezioni verranno resi noti a settembre 2025.

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame consiste in una parte scritta relativa alla prima parte e in una tesina su di un argomento concordato con il docente del corso relativa alla seconda parte.

L’esame scritto, relativo agli argomenti trattati nella prima parte, è superato se lo studente ottiene un voto maggiore o uguale a 18/30.

Saranno disponibili 5 appelli per la prova scritta a partire dalla fine del I semestre.

La tesina, da discutere oralmente di fronte alla Commissione d’esame dopo che lo studente ha superato la parte scritta dell’esame, dovrà essere presentata in forma scritta ai membri della Commissione una settimana prima della discussione ed è superata se lo studente ottiene un voto maggiore o uguale a 18/30.

Il voto finale è dato dalla media aritmetica tra il voto della prova scritta e dell’esposizione orale della tesina.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

I dettagli sulle modalità di preparazione e sul grado di approfondimento richiesto per ogni argomento trattato saranno forniti nel corso delle lezioni.

L’esame scritto (prima parte) verificherà l’effettiva acquisizione dei concetti relativi al trattamento dei dati e delle leggi fisiche. Lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito tali concetti applicandoli a semplici problemi di fisica e di saper utilizzare in modo appropriato dimensioni e unità di misura delle grandezze fisiche.

La tesina (seconda parte) dovrà evidenziare come lo studente abbia compreso le potenzialità di una o più tecniche diagnostiche evidenziando i risultati che queste sono in grado di fornire e i loro limiti anche attraverso l’applicazione allo studio di un manufatto specifico.

ALTRE INFORMAZIONI

La frequenza alle lezioni è fortemente raccomandata.