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LABORATORIO DI MAGNETISMO

Massimiliano POLICHETTI LABORATORIO DI MAGNETISMO

0512600025
DIPARTIMENTO DI FISICA "E.R. CAIANIELLO"
CORSO DI LAUREA
FISICA
2020/2021

ANNO CORSO 3
ANNO ORDINAMENTO 2017
SECONDO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
324LEZIONE
336LABORATORIO
MASSIMILIANO POLICHETTI T Curriculum
Obiettivi
L’INSEGNAMENTO SI PROPONE L’OBIETTIVO DI GUIDARE GLI STUDENTI VERSO UN APPROCCIO ALLA FISICA SPERIMENTALE DEI CAMPI MAGNETICI E DEI MATERIALI MAGNETICI, ORIENTATO ALL’AUTONOMIA OPERATIVA E ALLO SVILUPPO DELLE CAPACITA’ DI RISOLUZIONE DEI PROBLEMI IN FASE DI REALIZZAZIONE DELLE ESPERIENZE. IN PARTICOLARE SI INTENDE CURARE:

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
L'INSEGNAMENTO INTENDE FORNIRE COMPETENZE OPERATIVE DI CARATTERE SPERIMENTALE E UNA BUONA CONOSCENZA NEL CAMPO DELL’ANALISI SPERIMENTALE DELLE PROPRIETÀ DEL CAMPO MAGNETICO, DELLA SUA INTERAZIONE CON LA CORRENTE ELETTRICA, E DELLA FENOMENOLOGIA RELATIVA ALLE PROPRIETÀ MAGNETICHE DELLA MATERIA;

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
L'INSEGNAMENTO HA COME OBIETTIVO QUELLO DI RENDERE LO STUDENTE CAPACE DI OPERARE IN MANIERA COMPETENTE IN LABORATORIO, DI SVILUPPARE LA CAPACITÀ DI RISOLUZIONE DI PROBLEMI DI CARATTERE SPERIMENTALE, E DI PROGETTARE E REALIZZARE AUTONOMAMENTE ESPERIMENTI SCIENTIFICI CHE PERMETTANO LA MISURA DI GRANDEZZE FISICHE RELATIVE AI FENOMENI MAGNETICI. INOLTRE L'INSEGNAMENTO DOVRÀ CONTRIBUIRE A RAFFINARE LO SPIRITO DI OSSERVAZIONE DEI FENOMENI MAGNETICI, ANCHE NELLA VITA QUOTIDIANA. IN PARTICOLARE, DURANTE IL CORSO VERRANNO PROPOSTI DEGLI OBIETTIVI SPERIMENTALI CHE LO STUDENTE, SFORZANDOSI DI RISOLVERE IN MANIERA CREATIVA UNA SERIE DI PICCOLI PROBLEMI INTERMEDI, DOVRÀ RAGGIUNGERE. IL TUTTO VIENE SVOLTO SOTTO LA SUPERVISIONE E IL CONTROLLO DEL DOCENTE CHE PROVVEDERÀ AD INDIRIZZARE SINGOLARMENTE OGNI STUDENTE VERSO LA SOLUZIONE PIÙ APPROPRIATA, CHE DOVRÀ COMUNQUE ESSERE RAGGIUNTA IN MANIERA AUTONOMA.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
GLI STUDENTI SONO GUIDATI DAL DOCENTE AD AFFRONTARE AUTONOMAMENTE, IN MANIERA CRITICA, CON LOGICA E RESPONSABILITÀ, GLI OBIETTIVI DELLE SINGOLE ESPERIENZE. IN OGNI CASO GLI ERRORI, CHE EVENTUALMENTE POSSONO ESSERE COMMESSI, VERRANNO CONSIDERATI COME OCCASIONI DI DISCUSSIONE, RAGIONAMENTO E APPRENDIMENTO, PIUTTOSTO CHE COME PENALIZZAZIONI E DISINCENTIVI ALL’AUTONOMIA OPERATIVA.

ABILITÀ COMUNICATIVE:
L'INSEGNAMENTO TENDERÀ A FAVORIRE LA CAPACITÀ DELLO STUDENTE DI AFFRONTARE, ESAMINARE E RISOLVERE UN DETERMINATO FENOMENO FISICO (IN PARTICOLARE RELATIVO AL MAGNETISMO NELLA MATERIA), E QUINDI DI ESPORRE IN MANIERA CHIARA E RIGOROSA (ALL’INTERNO DI RELAZIONI SCRITTE E CORREDATE DI IMMAGINI, GRAFICI E SCHEMI) L’ANALISI SVOLTA E LE SOLUZIONI APPRONTATE. AL TERMINE DELL'INSEGNAMENTO LO STUDENTE DOVRÀ ESSERE IN GRADO DI DISCUTERE LE VARIE ESPERIENZE REALIZZATE CON PADRONANZA DI LINGUAGGIO E DI CONTENUTI.
Prerequisiti
E’ NECESSARIA LA CONOSCENZA TEORICA DI BASE RELATIVAMENTE AI CIRCUITI ELETTRICI, ALLE CORRENTI ELETTRICHE E AI CAMPI MAGNETICI IN AC E IN DC, NONCHÉ ALLA TRATTAZIONE FISICA RIGUARDANTE LA GENERAZIONE DEI CAMPI MAGNETICI E IL LORO EFFETTO SULLA MATERIA. SONO RICHIESTE ANCHE CONOSCENZE SPERIMENTALI DI BASE RELATIVAMENTE AI CIRCUITI ELETTRICI E AGLI STRUMENTI PER LA LORO ANALISI.
Contenuti
TEORIA (ORE LEZ. 24; ORE LABORAT. 0)
-RICHIAMI DI ELETTROMAGNETISMO; (ORE LEZ. 4; ORE LABORAT. 0)
-LE PROPRIETÀ MAGNETICHE DELLA MATERIA: FENOMENOLOGIA; (ORE LEZ. 3; ORE LABORAT. 0)
-METODI PER IL TRATTAMENTO DI PROBLEMI CONNESSI ALLA GENERAZIONE, MISURA E UTILIZZAZIONE DEI CAMPI MAGNETICI; (ORE LEZ. 3; ORE LABORAT. 0)
-TEORIE, TECNICHE, APPARECCHIATURE E TECNOLOGIE PER LA MISURA E L’ANALISI DELLE PROPRIETÀ MAGNETICHE DELLA MATERIA IN CAMPO AC E DC; (ORE LEZ. 4; ORE LABORAT. 0)
-IMPOSTAZIONE PRATICA ED ISTRUZIONI PER LA RISOLUZIONE DI UN PROBLEMA MAGNETICO MEDIANTE SOFTWARE PER ANALISI AD ELEMENTI FINITI (FEMM2); (ORE LEZ. 2; ORE LABORAT. 0)
- DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLE ESPERIENZE DA REALIZZARE IN LABORATORIO; (ORE LEZ. 4; ORE LABORAT. 0)
-LE PROPRIETÀ MAGNETICHE DEI SUPERCONDUTTORI E LA LORO IMPORTANZA NELLE APPLICAZIONI; (ORE LEZ. 3; ORE LABORAT. 0)
-LE ATTREZZATURE PRESENTI IN LABORATORIO DI RICERCA PER LO STUDIO DELLE PROPRIETÀ MAGNETICHE DELLA MATERIA; (ORE LEZ. 1; ORE LABORAT. 0)


ESPERIENZE IN LABORATORIO: (ORE LEZ. 0; ORE LABORAT. 36)
1) MISURA DEL CAMPO MAGNETICO GENERATO DA UN SOLENOIDE PERCORSO DA CORRENTE E ANALISI DELLO SCOSTAMENTO DAL CASO IDEALE; (ORE LEZ. 0; ORE LABORAT. 4)
2) MISURA DELL’INTERAZIONE FRA CORRENTI ELETTRICHE E CAMPI MAGNETICI; (ORE LEZ. 0; ORE LABORAT. 4)
3) MATERIALI MAGNETICI: MISURA DELLA PERMEABILITÀ MAGNETICA CON LA SONDA DI HALL; (ORE LEZ. 0; ORE LABORAT. 4)
4) DETERMINAZIONE DELL’INTENSITÀ DI MAGNETIZZAZIONE DI UNA SBARRA DI MATERIALE FERROMAGNETICO COL METODO DEL SOLENOIDE E DELLA BUSSOLA; (ORE LEZ. 0; ORE LABORAT. 4)
5) MISURA DELLA FORZA MAGNETICA E DEL MOMENTO MAGNETICO DI UN CAMPIONE FERROMAGNETICO CON LE BOBINE DI HELMHOLTZ; (ORE LEZ. 0; ORE LABORAT. 4)
6) MISURA DELLA PERMEABILITÀ MAGNETICA DI UN MATERIALE MEDIANTE LA RISPOSTA DI UN CIRCUITO RL; (ORE LEZ. 0; ORE LABORAT. 4)
7) MISURA DELLA PERMEABILITÀ MAGNETICA DELL’ARIA; (ORE LEZ. 0; ORE LABORAT. 4)
8) COSTRUZIONE E CALIBRAZIONE DI UN SEMPLICE STRUMENTO PER MISURE MAGNETICHE ; (ORE LEZ. 0; ORE LABORAT. 4)
9) CONFRONTO FRA I CAMPI MISURATI E QUELLI CALCOLATI MEDIANTE L'UTILIZZO DI FEMM2 PER UNA QUALSIASI CONFIGURAZIONE SCELTA DI 1 O 2 SOLENOIDI ; (ORE LEZ. 0; ORE LABORAT. 4)

ESPERIENZA OPZIONALE: 10) MISURA DELL’ANDAMENTO SPAZIALE DELLA FORZA ESISTENTE FRA MAGNETI PERMANENTI
Metodi Didattici
L'INSEGNAMENTO PREVEDE 60 ORE (6CFU) DI DIDATTICA TRA LEZIONI ED ATTIVITA’ DI LABORATORIO. IN PARTICOLARE IN AULA VERRANNO SVOLTE LE LEZIONI DI CARATTERE TEORICO, PREVALENTEMENTE FINALIZZATE A RICHIAMARE CONCETTI RELATIVI AL CAMPO MAGNETICO ED AI SUOI EFFETTI SULLA MATERIA, AD APPRENDERE ALCUNE TECNICHE SPERIMENTALI E DI ANALISI, NONCHÉ TECNOLOGIE PER LE MISURE DELLE PROPRIETÀ MAGNETICHE DELLA MATERIA, E CONSIGLI PRATICI SULLE PROBLEMATICHE RELATIVE AI CAMPI MAGNETICI. TALI LEZIONI SARANNO INOLTRE FINALIZZATE ANCHE AD ILLUSTRARE IN MANIERA DETTAGLIATA LE SINGOLE ESPERIENZE CHE VERRANNO AFFRONTATE IN LABORATORIO
UNA PARTE DI LEZIONI SARA’ INVECE SVOLTA IN LABORATORIO, DOVE SI AFFRONTERA’ L’ESECUZIONE DI UNA SERIE DI ESPERIMENTI DA REALIZZARE AUTONOMAMENTE ENTRO IL TEMPO PRESTABILITO DI 4 ORE, AVENDO A DISPOSIZIONE TUTTO QUANTO E’ NECESSARIO PER LA REALIZZAZIONE DEGLI ESPERIMENTI, E POTENDO INTERAGIRE IN MANIERA CRITICA E COSTRUTTIVA CON IL DOCENTE. AD OGNI LEZIONE, OGNI SINGOLO TAVOLO DEL LABORATORIO SARA’ OCCUPATO DA UN DIVERSO ESPERIMENTO. GLI STUDENTI REALIZZERANNO UN ESPERIMENTO DIVERSO ALTERNANDOSI SUI VARI TAVOLI AD OGNI LEZIONE.
Verifica dell'apprendimento
LA VERIFICA E LA VALUTAZIONE DEL LIVELLO DI APPRENDIMENTO DA PARTE DELLO STUDENTE, ED IL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI DI INSEGNAMENTO AVVERRANNO TRAMITE UN ESAME FINALE, CON VOTO IN TRENTESIMI, CONSISTENTE NELLA VALUTAZIONE DELLE RELAZIONI SCRITTE (PRODOTTE IN ITINERE) SULLE ESPERIENZE ESEGUITE, E DA UNA PROVA ORALE IN CUI VERRANNO ANCHE DISCUSSE LE SINGOLE RELAZIONI, GLI ESPERIMENTI, LE DIVERSE SOLUZIONI TROVATE E L’APPROCCIO UTILIZZATO;
LE RELAZIONI VERRANNO VALUTATE ANALIZZANDO LE CAPACITÀ DELLO STUDENTE DI ORGANIZZARE L’ESPERIENZA ASSEGNATA IN MODO AUTONOMO E SCIENTIFICAMENTE CORRETTO, DI INDIVIDUARE LE POSSIBILI SORGENTI DI ERRORI O CATTIVE INTERPRETAZIONI, DI CREARE UN MODELLO FISICO DEL PROBLEMA IN ESAME, DI DETERMINARE I LIMITI DELL’APPROCCIO SPERIMENTALE UTILIZZATO, DI APPORTARE SOLUZIONI AI PROBLEMI RISCONTRATI IN FASE DI REALIZZAZIONE DELL’ESPERIMENTO, DI DESCRIVERE IN MANIERA EFFICACE E SCIENTIFICAMENTE CORRETTA TUTTO IL PROCESSO DI REALIZZAZIONE DEGLI ESPERIMENTI, DELL’ANALISI DEI PROBLEMI RISCONTRATI E DEI DATI OTTENUTI, E DI IRROBUSTIRE E DIFENDERE IL PROPRIO APPROCCIO SPERIMENTALE MEDIANTE UNA ANALISI APPROFONDITA DELLA RELATIVA TEORIA.
PER LA DETERMINAZIONE DEL VOTO FINALE PARTICOLARE IMPORTANZA SARA’ ATTRIBUITA INFATTI ANCHE ALLA ABILITA’ DELLO STUDENTE DI CORRELARE LA TEORIA CON L'ESPERIMENTO, ALLA CAPACITA' DI MIGLIORARSI ANALIZZANDO I PROPRI EVENTUALI ERRORI, E AI PROGRESSI RISCONTRATI DURANTE LO SVOLGIMENTO DEL CORSO. PERTANTO, LA FREQUENZA DELL’INSEGNAMENTO, E’ OBBLIGATORIA, ALLO SCOPO DI POTER ESEGUIRE TUTTE LE ESPERIENZE ASSEGNATE. PER ACCEDERE ALL'ESAME, L'ULTIMA RELAZIONE SCRITTA VA CONSEGNATA ALMENO 15 GIORNI PRIMA DELLA DATA DELL'ESAME. SE LE RELAZIONI SCRITTE SARANNO CONSIDERATE SUFFICIENTI E VALUTATE CON UN VOTO NON INFERIORE A 18 TRENTESIMI, SARÀ POSSIBILE EFFETTUARE LA PROVA ORALE. AI FINI DELLA LODE, SARA’ VALUTATA LA CAPACITA’ DI ORGANIZZARE LE SINGOLE ESPERIENZE IN MANIERA DA POTER CONTROLLARE ED ELIMINARE TUTTE LE SORGENTI DI POSSIBILI ERRORI O ARTEFATTI, L’APPROCCIO CRITICO E SCIENTIFICAMENTE SOLIDO ALL’ANALISI, ANCHE CON STRUMENTI TEORICI E/O DI SIMULAZIONE NUMERICA, DEI DATI PRODOTTI, L’AUTONOMIA OPERATIVA, LA QUALITA’ DELL’ESPOSIZIONE E DELL’ORGANIZZAZIONE DELLE RELAZIONI, ED IL TEMPO IMPIEGATO PER PRODURRE LE SINGOLE RELAZIONI FINALI.
Testi
TESTI CONSIGLIATI:

D. HALLIDAY, R. RESNICK, J. WALKER – FONDAMENTI DI FISICA

C. MENCUCCINI, V. SILVESTRINI – FISICA

C. KITTEL – SOLID STATE PHYSICS

APPUNTI DEL CORSO
Altre Informazioni
LINGUA DELLE LEZIONI: ITALIANO
PER QUALSIASI ALTRA RICHIESTA DI INFORMAZIONI RIVOLGERSI AL DOCENTE, PROF. MASSIMILIANO POLICHETTI, E-MAIL: POLIMAX@SA.INFN.IT
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2022-05-23]