ITALIANO

Gli argomenti tratati al corso partono dalla introduzione alle leggi generali della Fisica Moderna, con particolare dedizione alla introduzione del quanto di azione e delle leggi della meccanica quantistica. Sono poi trattate le leggi fondamentali della interazione radiazione-materia. Altri argomenti di interesse per la formazione dello studente sono quelli relativi alla trasmissione del calore, alla efficienza Energetica, alla fisica delle fonti energetiche convenzionali e rinnovabili.
Una parte del corso invece fornirà le nozioni utili alla comprensione dela fisica degli isotopi e delle applicazioni a problematiche di tipo ambientale, energetico, archeometrico e del settore agroalimentare.

• “Environmental Physics “, E. Boeker, R. van Grondelle, Wiley
• Vari testi e documenti forniti a lezione

Acquisire i concetti fondamentali relativi ai principi fisici che regolano i processi ambientali naturali e antropogenici. Acquisire le competenze relative ai processi energetici e alle correlazioni tra processi energetici e impatti ambientali.
Si intende fornire allo studente una capacità di analizzare i processi fisici di base nel settore delle applicazioni energetiche e della fisica degli isotopi. Vengono in particolare enfatizzati le conoscenze relative ai meccanismi di trasmissione del calore e quelli relativi alla interazione radiazione – materia. Inoltre vengono forniti i principi di base di funzionamento delle fonti energetiche convenzionali e rinnovabili. Infine enfasi sarà data ai principi della fisica degli isotopi e alla numerose applicazioni. Obbiettivo trasversale è l’acquisizione di competenze nelle analisi sperimentali e di simulazione numerica

Conoscenze e abilità fornite dal corso di Fisica Generale I e II. Risultano inoltre fondamentali le conoscenze dei principi della chimica

Il corso è articolato in 48 ore (6 CFU) di lezioni frontali, esperienze dimostrative anche visione dei metodi di preparazione e di misura. A queste si accoppiano delle specifiche esercitazioni svolte anche con l’ausilio di software o con metodi di modellazione e di simulazione numerica. Inoltre il docente prevede lo scambio e l’approfondimento di particolare tematiche di interesse per lo studente negli incontri di tutoraggio e di sudio Assistito

L’esame consiste in una prova orale che ha l’obiettivo di verificare prima di tutto la capacità di affrontare e modellizzare I processi fisici relative agli argomenti trattati. Inoltre particolare attenzione sarà posta sulla applicazione pratica dei principi presentati nelle lezioni .
La votazione è espressa in trentesimi

Primo semestre. Il corso

Elementi di Fisica Moderna
La radiazione di corpo nero. Legge di Plank. Leggi di Stephan-Boltzmann e di Wien. Effetto fotoelettrico. Effetto Compton. Quantizzazione dell’energia. L’atomo di idrogeno. Spettri di emissione ed assorbimento. Quantizzazione della radiazione. Energia di legame negli atomi e nei nuclei. Isotopi stabili e radioisotopi. Le leggi del decadimento radioattivo. Interazione radiazione materia. Radioattività ambientale. Radiazioni non ionizzanti e inquinamento ambientale

Trasmissione del calore e fonti energetiche convenzionali
Trasporto del calore. Conduzione, convezione e irraggiamento. L’equazione del calore. Temperatura di contatto. Rendimento ed efficienza. Lavoro disponibile. Energia inutilizzabile e variazione di entropia. Energia dai combustibili fossili. Conversione di calore in lavoro. Produzione di energia elettrica. Immagazzinamento e trasporto dell’energia. Co-generazione e centrali termoelettriche

Efficienza Energetica e fonti energetiche rinnovabili
Il Problema Energetico: domanda, consumi, costi, politiche, impatti ambientali. Il concetto di Rinnovabilità. La radiazione solare. Il Solare Termico: principi fisici, tecnologie ed applicazioni-
Il Fotovoltaico: principi fisici, tecnologie ed applicazioni.Energia Eolica: principi fisici, tecnologie ed applicazioni.Energia da Biomasse: principi fisici, tecnologie ed applicazioni. Idroelettrico: principi fisici, tecnologie ed applicazioni. Geotermico: principi fisici, tecnologie ed applicazioni. Elementi introduttivi di tecniche per il risparmio e l’efficienza energetica Analisi dei costi diretti ed indiretti delle fonti energetiche rinnovabili e confronti con le altre fonti energetiche

Fisica degli isotopi.
Concetti generali sulla fisica degli isotopi. Frazionamento isotopico. Spettrometria di massa convenzionale e con acceleratore. Processi ambientali e marcatura isotopica. Metodologie di preparazione campioni. Metodi e processi di misura. Applicazioni delle metodologie isotopiche a processi ambientali, archeometriche e nel settore agroalimentare

Elementi di fisica dell’atmosfera e di climatologia
Concetti generali sulla composizione dell’atmosfera. Principali parametri fisici per lo studio dell’atmosfera. Struttura dell’atmosfera secondo il gradiente termico verticale.Termodinamica dell’atmosfera: aria secca.Termodinamica dell’atmosfera: aria umida.Dinamica dell’atmosfera: scale dei moti e forze agenti in atmosfera.Dinamica dell’atmosfera: moti verticali. Dinamica dell’atmosfera: moti orizzontali. Formazione delle nubi. Condensazione. Coalescenza. Precipitazioni.

Italian

Quantum physics. Heat trasmission. Efficiency energy. Conventional and renewable energy sources. Environmental impact of energy processes. Physics of Isotope

• “Environmental Physics “, E. Boeker, R. van Grondelle, Wiley
• Documentation and slide

The aim of this course is to describe the fundamental physics principles of the environmental and energy processes. Moreover will be presented the foundamental principles about energy efficiency and conventional and renewable energy sources . Further purpose of this course is to make students aware of the importance of knowledge and ability about experimental analyses and simulation studies.

Knowledges and skills furnished by the course of Physics I -II