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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2020/2021
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 054058 - ONDE E OTTICA
Docente Zavelani Rossi Margherita
Cfu 6.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - BV (352) INGEGNERIA ENERGETICA*AZZZZ054058 - ONDE E OTTICA

Obiettivi dell'insegnamento

L’insegnamento di Onde e Ottica tratta i fenomeni ondulatori, mediante il metodo scientifico sperimentale e il formalismo matematico, con attenzione agli aspetti pratici e applicativi. I principali scopi dell’insegnamento sono:

(i) insegnare gli elementi fondamentali delle onde meccaniche elastiche e delle onde elettromagnetiche, mostrando l’universalità delle leggi e facendo particolare riferimento ai contesti di rilievo per l’ingegneria energetica; 

(ii) insegnare allo studente a descrivere in forma quantitativa e predittiva i fenomeni ondulatori per l’interpretazione e lo sfruttamento degli stessi;

(iii) fornire conoscenze e competenze per affrontare studi successivi, su tematiche a più ampio spettro.


Risultati di apprendimento attesi

Lo studente

  • conosce le proprietà sia delle onde meccaniche elastiche che delle onde elettromagnetiche, le quantità fisiche ad esse associate, le leggi fondamentali dell’ottica;
  • è in grado di descrivere qualitativamente e quantitativamente i fenomeni ondulatori, con un linguaggio appropriato e scientificamente rigoroso, e conosce i limiti di tali descrizioni;
  • è in grado di risolvere problemi legati alla propagazione delle onde e al trasporto dell’energia ad esse associata, analizzando criticamente i risultati ottenuti in relazione al loro significato fisico;
  • è in grado di utilizzare le conoscenze e le competenze acquisite per affrontare nuove problematiche anche in altri ambiti.

Argomenti trattati

-    Introduzione ai moti ondosi. Moto ondulatorio e tipi di onde.

-    Oscillazioni armoniche, oscillazioni armoniche smorzate e forzate.

-    Propagazione delle onde. Equazione differenziale delle onde (equazione di D’Alembert). Onde piane, onde sferiche, onde piane monocromatiche. Velocità di fase.

-    Onde meccaniche elastiche in sistemi monodimensionali. Onde trasversali su corda. Onde elastiche nei gas. Onde longitudinali in una barra elastica. Velocità del suono.

-    Intensità e energia trasportata da un’onda meccanica elastica. Assorbimento acustico dei materiali; potere fonoisolante; il rumore degli impianti tecnologici.

-    Propagazione delle onde elettromagnetiche nel vuoto, nei materiali dielettrici e conduttori. Polarizzazione.

-    Vettore e teorema di Poynting, energia trasportata dall'onda elettromagnetica, pressione di radiazione, intensità. Dipolo oscillante.

-    Sovrapposizione di onde: interferenza, battimenti e onde stazionarie.  Diffrazione.

-    Interazioni delle onde elettromagnetiche con i materiali, assorbimento, riflessione e rifrazione.

-    Ottica geometrica. Sistemi ottici.  Guide d’onda e fibre ottiche.


Prerequisiti

Allo studente sono richieste le conoscenze matematiche di analisi e le conoscenze fisiche di meccanica e di elettromagnetismo in regime stazionario. In dettaglio, i contenuti sono quelli dei corsi di analisi e fisica del primo anno.


Modalità di valutazione

La valutazione consiste in una prova scritta seguita da una prova orale da sostenere nello stesso appello. Il calendario delle prove è stabilito dalla Scuola.

La prova scritta consiste nella soluzione di quesiti, che possono avere sia carattere numerico che teorico. La prova orale inizia dalla discussione della prova scritta e può avere esito sia migliorativo che peggiorativo rispetto alla prova scritta. Entrambe le prove sono su tutti gli argomenti previsti dal programma dell’insegnamento e sono volte ad accertare:

- la conoscenza delle proprietà, delle grandezze e dei principi fisici associati alle onde;

- la capacità di usare le leggi dell’ottica;

- la capacità di descrivere l’evoluzione dei fenomeni ondosi mediante relazioni matematiche, conoscendo i limiti delle rappresentazioni;

- l’abilità di ragionamento di fronte a un problema legato alla propagazione delle onde e al trasporto dell’energia, l’abilità a organizzarne la soluzione in modo logico ed efficace, l’abilità a fare un’analisi critica dei risultati ottenuti in relazione al loro significato fisico.


Bibliografia
Risorsa bibliografica facoltativaS. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni,, FISICA GENERALE - ONDE E OTTICA, Editore: Casa Editrice Ambrosiana, ISBN: 9788808181497
Risorsa bibliografica facoltativaC. Mencuccini, V. Silvestrini, FISICA -ELETTROMAGNETISMO E OTTICA, Editore: Casa Editrice Ambrosiana, ISBN: 978-88-08-18661-4
Risorsa bibliografica facoltativaM. Cantoni, S. Longhi, M. Nisoli, R. Osellame,S. Stagira, FISICA GENERALE - PROBLEMI DI ONDE E OTTICA, Editore: Società editrice Esculapio, Anno edizione: 2019
Note:

in pubblicazione

Risorsa bibliografica facoltativaappunti della docente pagina Beep del corso
Note:

Dispense a cura della docente, su parte del programma, disponibili sulla pagina Beep del corso


Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
36:00
54:00
Esercitazione
24:00
36:00
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 60:00 90:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
schedaincarico v. 1.6.5 / 1.6.5
Area Servizi ICT
15/05/2021