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FISICA PER L'INGEGNERIA INDUSTRIALE

Fabrizio ILLUMINATI FISICA PER L'INGEGNERIA INDUSTRIALE

0622300042
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
INGEGNERIA MECCANICA
2019/2020

ANNO CORSO 2
ANNO ORDINAMENTO 2018
PRIMO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
660LEZIONE
FABRIZIO ILLUMINATI T Curriculum
Obiettivi
Obiettivi formativi: Il corso esplora gli elementi di base della fisica statistica e della fisica quantistica con l'obiettivo di fornire agli studenti un'introduzione di base al loro uso in ingegneria industriale, con particolare riferimento a fisica del freddo e sistemi di refrigerazione, sensoristica e magnetometria, metrologia, fotonica e nuove tecnologie energetiche.
Conoscenza e capacità di comprensione: Il corso intende fornire, in modo conciso e adeguato alle
applicazioni, la conoscenza di base della meccanica statistica e della meccanica quantistica e delle loro applicazioni all’ingegneria industriale.
Comprensione e capacità di applicare le conoscenze acquisite: Il corso si propone di rendere lo studente in grado di assimilare le conoscenze acquisite e di risolvere semplici esercizi riguardanti la fisica statistica e la
meccanica quantistica e le loro applicazioni a semplici problemi tecnologici dai sistemi di refrigerazione alla sensoristica, e alla fotonica.
Abilità comunicative: Il corso tenderà a favorire la capacità dello studente di esporre le conoscenze
acquisite in modo chiaro e rigoroso. Alla fine del corso, lo studente deve essere in grado di comprendere definizioni e leggi, e di gestire i problemi e le applicazioni riguardanti i contenuti del corso stesso.
Autonomia di giudizio: Gli studenti sono guidati ad apprendere in modo critico e responsabile ciò che viene spiegato in classe e ad arricchire le proprie capacità di giudizio attraverso lo studio del materiale didattico.
Prerequisiti
Prerequisiti: Il corso richiede conoscenze di base di fisica classica (meccanica ed elettromagnetismo) e
conoscenze di base di algebra lineare, geometria analitica, trigonometria, calcolo differenziale e integrale.
Contenuti
Contenuto: Ore di lezione: 40, ore di esercitazioni: 20
Programma:
Prima parte: Termodinamica e meccanica statistica dei processi irreversibili. Dinamiche di equilibrio e di non equilibrio: relazioni fluttuazione-dissipazione, produzione di entropia. Transizioni di fase, caratterizzazione e classificazione. Punti critici e parametri d’ordine. Esempi nei sistemi a stato solido: la transizione magnetica e la transizione superconduttiva. Applicazioni ai dispositivi di produzione e trasformazione
dell'energia. Effetti termoelettrici: Seebeck, Peltier, Thomson. Applicazioni: termocoppie e celle Peltier. Materiali magnetocalorici, elettrocalorici, ed elastocalorici. Applicazioni: sistemi di refrigerazione di nuova concezione.
Seconda parte: Tecnologie quantistiche. Elementi di fisica quantistica: postulati di base. Coerenza e
principio di sovrapposizione, relazioni di indeterminazione, entanglement quantistico. Applicazioni: sensori quantistici e metrologia quantistica di precisione al limite assoluto di Heisenberg. Orologi atomici, imaging,
litografia, e magnetometria. Nanosonde. Applicazioni - ottica quantistica: il laser e la fotonica integrata.
Applicazioni - dispositivi quantistici: materiali quantistici per la produzione e l'immagazzinamento
dell'energia. Principi fondamentali delle celle fotovoltaiche, rendimenti assoluti teorici. Principi della fotosintesi artificiale. Sistemi artificiali con produzione di idrogeno. Termoelettricità, criogenia, e fisica quantistica: i materiali “phonon-glass electron-crystal” e il futuro della tecnologia del freddo.
Metodi Didattici
Metodi didattici: L'insegnamento consiste in 40 ore di lezioni frontali e 20 ore di esercitazioni più un
numero di ore di tutorato. Le esercitazioni verteranno sugli argomenti discussi nella lezione.
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento: Il raggiungimento degli obiettivi sarà certificato da una prova finale orale con trenta punti. Il punteggio minimo per il superamento dell'esame è 18/30.
Testi
Testi di riferimento: Appunti di lezioni online e estratti di libri di testo. Articoli di rassegna.
Altre Informazioni
CORSO EROGATO IN LINGUA ITALIANA.
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2021-02-19]