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Sommario del corso

In questa sezione trovi il sommario dei primi due volumi del corso (il terzo è ancora in preparazione). Hai inoltre la possiblità di visualizzare l'anteprima in formato PDF di due interi capitoli (11 Meccanica e 1 Termologia), così da poter meglio apprezzare l'impostazione didattica del corso.

VOLUME 1

Introduzione alla fisica

1 Le grandezze

1 Di che cosa si occupa la fisica?
2 La misura delle grandezze
3 Le definizioni operative
4 Il Sistema Internazionale di Unità
5 L’intervallo di tempo
6 La lunghezza
7 Area e volume
8 La massa inerziale
9 La densità
MATEMATICA Come si legge una formula
10 Le dimensioni delle grandezze
Esercizi 24

2 La misura

1 Gli strumenti
2 L’incertezza delle misure
3 Il valore medio e l’incertezza
4 L’errore statistico
5 L’incertezza delle misure indirette
6 Le cifre significative
7 La notazione scientifica
8 Le leggi sperimentali
9 I modelli e le teorie
GLI ESPERIMENTI Eratostene misura il raggio terrestre
Esercizi

Meccanica

3 La velocità

1 La meccanica
2 Il punto materiale in movimento
3 Sistemi di riferimento
4 Il moto rettilineo
MATEMATICA Le funzioni
5 La velocità media
6 Calcolo della distanza e del tempo
7 Il grafico spazio-tempo
8 Il moto rettilineo uniforme
9 Calcolo della posizione e del tempo nel moto uniforme
Esercizi

4 L’accelerazione

1 Il moto vario su una retta
2 La velocità istantanea
3 L’accelerazione media
4 Il grafico velocità-tempo
5 Il moto uniformemente accelerato
I FISICI Galileo e il metodo scientifico
6 La velocità nel moto uniformemente accelerato
7 La posizione nel moto uniformemente accelerato
8 Calcolo del tempo
9 L’accelerazione istantanea
Esercizi

5 I vettori

1 Il moto non rettilineo
2 Uno spostamento è rappresentato da una freccia
3 La somma di più spostamenti
4 I vettori e gli scalari
5 Le operazioni con i vettori
6 Il prodotto scalare
7 Il prodotto vettoriale
MATEMATICA Seno e coseno di un angolo
8 L’espressione in coordinate dei vettori
Esercizi

6 I moti nel piano

1 Vettore posizione e vettore velocità
2 Il vettore velocità
3 Il vettore accelerazione
4 Il moto circolare uniforme
5 La velocità angolare
6 L’accelerazione centripeta
7 Il moto armonico
8 L’accelerazione del moto armonico
9 Composizione di moti
Esercizi

7 Le forze

1 Le forze cambiano la velocità
2 La misura delle forze
3 Le forze sono vettori
4 La forza-peso
5 Le forze di attrito
6 La forza elastica
7 Le forze fondamentali
Esercizi

8 L’equilibrio dei solidi

1 L’equilibrio di un punto materiale
2 L’equilibrio su un piano inclinato
3 Il corpo rigido
4 Il momento delle forze
5 Il momento di una coppia di forze
6 L’effetto di più forze su un corpo rigido
7 L’equilibrio di un corpo rigido
8 Le leve e il piano inclinato
9 Il baricentro
Esercizi

9 I princìpi della dinamica

1 La dinamica
I FISICI Isaac Newton
2 Il primo principio della dinamica
3 I sistemi di riferimento inerziali
4 Il principio di relatività galileiana
5 L’effetto delle forze
6 Il secondo principio della dinamica
7 Che cos’è la massa?
TECNOLOGIA Le esplorazioni spaziali
8 Il terzo principio della dinamica
Esercizi

10 Le forze e il movimento

1 La caduta libera
2 La forza-peso e la massa
3 La discesa lungo un piano inclinato
4 Il moto dei proiettili
MATEMATICA La gittata massima
5 La forza centrìpeta
6 Il moto armonico di una molla
7 Il pendolo
LE IDEE DELLA FISICA L’evoluzione del concetto di forza
Esercizi

11 L’energia meccanica

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1 Il lavoro
2 La definizione di lavoro per una forza costante
3 La potenza
4 L’energia cinetica
5 Forze conservative e forze dissipative
6 L’energia potenziale gravitazionale (della forza-peso)
7 La definizione generale dell’energia potenziale
8 L’energia potenziale elastica
9 La conservazione dell’energia meccanica
10 La conservazione dell’energia totale
Esercizi

12 La quantità di moto
e il momento angolare

1 La quantità di moto
2 La conservazione della quantità di moto
3 L’impulso di una forza
4 I princìpi della dinamica e la legge di conservazione della quantità di moto
5 Gli urti su una retta
6 Gli urti obliqui
7 Il centro di massa
8 Il momento angolare
9 Conservazione e variazione del momento angolare
10 Il momento d’inerzia
Esercizi

13 La gravitazione

1 Le leggi di Keplero
2 La gravitazione universale
3 Il valore della costante G
GLI ESPERIMENTI La misura della costante G
4 Massa inerziale e massa gravitazionale
5 Il moto dei satelliti
6 La deduzione delle leggi di Keplero
7 Il campo gravitazionale
8 L’energia potenziale gravitazionale
9 La forza di gravità e la conservazione
dell’energia meccanica
Esercizi

14 L’equilibrio dei fluidi

1 Solidi, liquidi e gas
2 La pressione
3 La pressione nei liquidi
4 La pressione della forza-peso nei liquidi
5 I vasi comunicanti
6 La spinta di Archimede
7 Il galleggiamento dei corpi
8 La pressione atmosferica
9 La misura della pressione atmosferica
Esercizi

15 Il moto dei fluidi

1 La corrente di un fluido
2 L’equazione di continuità
3 L’equazione di Bernoulli
4 L’effetto Venturi
5 L’attrito nei fluidi
6 La caduta nell’aria
Esercizi

 

VOLUME 2

Termologia

1 La temperatura

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1 Il termometro
2 La dilatazione lineare dei solidi
3 La dilatazione volumica dei solidi
4 La dilatazione volumica dei liquidi
5 Le trasformazioni di un gas
6 La prima legge di Gay-Lussac (p costante)
7 La legge di Boyle (T costante)
8 La seconda legge di Gay-Lussac (V costante)
9 Il gas perfetto
10 Atomi e molecole
LE IDEE DELLA FISICA Evoluzione della teoria atomica
11 La mole e il numero di Avogadro
12 L’equazione di stato del gas perfetto
Esercizi

2 Il calore

1 Calore e lavoro
2 Energia in transito
3 Capacità termica e calore specifico
4 Il calorimetro
5 Le sorgenti di calore e il potere calorifico
6 Conduzione e convezione
7 L’irraggiamento
8 Il calore solare e l’effetto serra
Esercizi

3 La teoria microscopica della materia

1 Il moto browniano
LE IDEE DELLA FISICA Einstein e il moto browniano
2 La pressione del gas perfetto
3 Il calcolo della pressione del gas perfetto
4 La temperatura dal punto di vista microscopico
5 La velocità quadratica media
6 La distribuzione di Maxwell
MATEMATICA Le distribuzioni di probabilità
7 L’energia interna
8 L’equazione di stato di van der Waals per i gas reali
9 Gas, liquidi e solidi
Esercizi

4 I cambiamenti di stato

1 I passaggi tra stati di aggregazione
2 La fusione e la solidificazione
3 La vaporizzazione e la condensazione
4 Il vapore saturo e la sua pressione
5 La condensazione e la temperatura critica
6 Il vapore d’acqua nell’atmosfera
7 La sublimazione
Esercizi

5 Il primo principio della termodinamica

1 Gli scambi di energia
2 L’energia interna di un sistema fisico
3 Il principio zero della termodinamica
4 Trasformazioni reali e trasformazioni quasistatiche
5 Il lavoro termodinamico
6 Enunciazione del primo principio della termodinamica
7 Applicazioni del primo principio
8 I calori specifici del gas perfetto
9 Le trasformazioni adiabatiche
LE IDEE DELLA FISICA Sviluppo storico dell’idea di calore
Esercizi

6 Il secondo principio
della termodinamica

1 Le macchine termiche
2 Primo enunciato: lord Kelvin
3 Secondo enunciato: Rudolf Clausius
4 Terzo enunciato: il rendimento
5 Trasformazioni reversibili e irreversibili
6 Il teorema di Carnot
7 Il ciclo di Carnot
8 Il rendimento della macchina di Carnot
9 Il motore dell’automobile
10 Il frigorifero
Esercizi

7 Entropia e disordine

1 La disuguaglianza di Clausius
2 L’entropia
3 L’entropia di un sistema isolato
4 Il quarto enunciato del secondo principio
5 L’entropia di un sistema non isolato
6 Il secondo principio dal punto di vista molecolare
7 Stati macroscopici e stati microscopici
8 L’equazione di Boltzmann per l’entropia
9 Il terzo principio della termodinamica
Esercizi

Onde

8 Le onde elastiche

1 Le onde
2 Fronti d’onda e raggi
3 Le onde periodiche
4 Le onde armoniche
5 L’interferenza
Esercizi

9 Il suono

1 Le onde sonore
2 Le caratteristiche del suono
3 I limiti di udibilità
4 L’eco
5 Le onde stazionarie
6 I battimenti
7 L’effetto Doppler
Esercizi

10 I raggi luminosi

1 La luce
2 L’irradiamento e l’intensità di radiazione
GLI ESPERIMENTI La misura della velocità della luce
3 Le grandezze fotometriche
4 La riflessione e lo specchio piano
5 Gli specchi curvi
MATEMATICA Lo specchio parabolico
6 Costruzione dell’immagine per gli specchi sferici
7 La legge dei punti coniugati e l’ingrandimento
8 La rifrazione
9 La riflessione totale
Esercizi

11 Le lenti, l'occhio e gli strumenti ottici

1 Le lenti sferiche
2 La formula delle lenti sottili e l’ingrandimento
3 Le aberrazioni delle lenti
4 Macchina fotografica e cinema
5 L’occhio
6 Il microscopio e il cannocchiale
Esercizi

12 Le onde luminose

1 Onde e corpuscoli
2 L’interferenza della luce
3 L’esperimento di Young
4 La diffrazione
5 La diffrazione della luce
LE IDEE DELLA FISICA Lo sviluppo storico dei modelli sulla luce
6 Il reticolo di diffrazione
7 I colori e la lunghezza d’onda
8 L’emissione e l’assorbimento della luce
Esercizi

Relatività

13 La relatività dello spazio e del tempo

1 Il valore numerico della velocità della luce
2 L’esperimento di Michelson-Morley
3 Gli assiomi della teoria della relatività ristretta
4 La relatività della simultaneità
5 La dilatazione di tempi
6 La contrazione delle lunghezze
I FISICI Albert Einstein
7 L’invarianza delle lunghezze perpendicolari al moto relativo
8 Le trasformazioni di Lorentz
Esercizi

14 La relatività ristretta

1 L’intervallo invariante
2 Lo spazio-tempo
3 La composizione delle velocità
4 L’equivalenza tra massa ed energia
5 Energia totale, massa e quantità di moto in dinamica relativistica
MATEMATICA L’approssimazione del coefficiente di dilatazione per piccole velocità
6 L’effetto Doppler relativistico
Esercizi

15 La relatività generale

1 Il problema della gravitazione
2 I princìpi della relatività generale
3 Le geometrie non euclidee
4 Gravità e curvatura dello spazio-tempo
5 Lo spazio-tempo curvo e la luce
6 Le onde gravitazionali
Esercizi

 

VOLUME 3

Elettromagnetismo

1 La carica elettrica e
la legge di Coulomb

1 L’elettrizzazione per strofinìo
2 I conduttori e gli isolanti
3 La definizione operativa della carica elettrica
4 La legge di Coulomb
5 L’esperimento di Coulomb
6 La forza di Coulomb nella materia
7 L’elettrizzazione per induzione
Esercizi

2 Il campo elettrico

1 Il vettore campo elettrico
2 Il campo elettrico di una carica puntiforme
MATEMATICA: campi vettoriali e campi scalari
3 Le linee del campo elettrico
4 Il flusso di un campo vettoriale attraverso una superficie
5 Il flusso del campo elettrico e il teorema di Gauss
6 Il campo elettrico generato da una distribuzione piana infinita di carica
7 Altri campi elettrici con particolari simmetrie
Esercizi

3 Il potenziale elettrico

1 L ’energia potenziale elettrica
2 Il potenziale elettrico
MATEMATICA: l’integrale e l’energia potenziale elettrica   
3 Le superfici equipotenziali
4 La deduzione del campo elettrico dal potenziale  
5 La circuitazione del campo elettrostatico
Esercizi

4 Il modello atomico  

1 L ’esperienza di Rutherford
2 L ’esperimento di Millikan
3 Il modello di Bohr 
4 L ’energia di legame di un elettrone in un atomo di idrogeno  
CHE COS'E' LA SCIENZA: teoria e falsificabilità: popper  
Esercizi

5 Fenomeni di elettrostatica 

1 La distribuzione della carica nei conduttori in equilibrio elettrostatico 
2 Il campo elettrico e il potenziale in un conduttore all’equilibrio
3 Il problema generale dell’elettrostatica
4 La capacità di un conduttore  
5 Il condensatore
6 I condensatori in serie e in parallelo 
7 L ’energia immagazzinata in un condensatore
Esercizi

6 La corrente elettrica continua  

1 L’intensità della corrente elettrica 
2 I generatori di tensione e i circuiti elettrici
3 La prima legge di ohm
MATEMATICA: le quantità istantanee e la derivata    
4 I resistori in serie e in parallelo 
5 Le leggi di Kirchhoff
6 La trasformazione dell’energia elettrica 
7 La forza elettromotrice
Esercizi

7 La corrente elettrica nei metalli  

1 I conduttori metallici
2 La seconda legge di Ohm 
3 La dipendenza della resistività dalla temperatura
4 Carica e scarica di un condensatore
5 L’estrazione degli elettroni da un metallo  
MATEMATICA: l’esponenziale e i circuiti rc   
6 L’effetto volta  
7 L’effetto termoelettrico e la termocoppia
Esercizi

8 La corrente elettrica
nei liquidi e nei gas

1 Le soluzioni elettrolitiche  
2 L’elettrolisi
3 Le leggi di Faraday per l’elettrolisi  
4 Le pile e gli accumulatori  
5 La conducibilità nei gas
6 I raggi catodici  
Esercizi

9 Fenomeni magnetici fondamentali   

1 La forza magnetica e le linee del campo magnetico
2 Forze tra magneti e correnti
3 Forze tra correnti  
4 L’intensità del campo magnetico  
5 La forza magnetica su un filo percorso da corrente   
6 Il campo magnetico di un filo percorso da corrente 
7 Il campo magnetico di una spira e di un solenoide  
8 Il motore elettrico 
9 l’amperometro e il voltmetro  
Esercizi

10 Il campo magnetico   

1 La forza di Lorentz
2 Forza elettrica e magnetica  
3 Il moto di una carica in un campo magnetico uniforme  
4 Il flusso del campo magnetico 
5 La circuitazione del campo magnetico   
6 Le proprietà magnetiche dei materiali 
7 Il ciclo di isteresi magnetica
Esercizi

11 L ’induzione elettromagnetica

1 La corrente indotta
2 La legge di Faraday-neumann
3 La legge di Lenz  
4 L’autoinduzione e la mutua induzione 
5 Energia e densità di energia del campo magnetico   
6 L’alternatore   
7 Gli elementi circuitali fondamentali in corrente alternata
8 I circuiti in corrente alternata
9 Il trasformatore
Esercizi

12 Le equazioni di maxwell e
le onde elettromagnetiche

1 Il campo elettrico  indotto  
2 Il termine mancante 
LE IDEE DELLA FISICA: sintesi, modernità e innovazione: l’idea di “campo”  
3 Le onde elettromagnetiche   
4 Le onde elettromagnetiche  piane 
5 La polarizzazione della luce   
6 Lo spettro elettromagnetico
7 Le onde radio e le microonde
8 Le radiazioni infrarosse, visibili e ultraviolette
9 I raggi x e i raggi gamma
10 La radio, i cellulari e la televisione
Esercizi

Fisica atomica e subatomica

13 La teoria quantistica

1 Il corpo nero e l’ipotesi di Planck   
2 L ’effetto fotoelettrico   
3 La quantizzazione della luce secondo Einstein   
CHE COS'E' LA SCIENZA : la scienza è basata su paradigmi: kuhn   
4 L ’effetto Compton   
5 L ’esperimento di Franck e Hertz   
6 Lo spettro dell’atomo di idrogeno   
7 Il modello di Bohr   
8 Le proprietà ondulatorie della materia   
9 Il principio di indeterminazione   
10 Le onde di probabilità e il dualismo onda-corpuscolo   
11 Stabilità degli atomi e orbitali atomici   
LE IDEE DELLA FISICA: teoria quantistica e realtà  
12 Orbite ellittiche in un campo magnetico   
13 I numeri quantici degli elettroni atomici   
14 Gli atomi con molti elettroni   
15 I fermioni e i bosoni   
Esercizi

14 Lo stato solido

1 La teoria quantistica e i legami chimici covalenti  
2 I solidi e le bande di energia  
3 Il laser   
4 I semiconduttori   
5 Il diodo a semiconduttore   
6 Il transistore   
7 Circuiti integrati e calcolatori   
8 La superconduttività   
9 Le nanotecnologie   
Esercizi

15 La fisica nucleare   

1 I nuclei degli atomi   
2 Le forze nucleari e l’energia di legame dei nuclei   
3 La radioattività  
4 La legge del decadimento radioattivo   
5 L ’interazione debole  
6 La medicina nucleare   
I FISICI: Enrico Fermi   
7 La fissione nucleare
8 La fusione nucleare
Esercizi

16 I quark e l’unificazione delle forze

1 Acceleratori di particelle   
2 Diffusione e annichilizzazione   
3 Perché energie sempre più grandi?   
4 I quark e la «forza forte»   
5 L ’interazione «debole» delle particelle-materia  
6 Il modello standard   
7 L ’accoppiamento e i raggi d’azione delle tre forze
8 L ’unificazione delle forze elettromagnetica e debole   
9 L ’unificazione elettro-forte   
Esercizi

17 Astrofisica e cosmogenesi

1 Il sole e le stelle
2 L ’evoluzione stellare  
3 Le galassie  
4 L ’espansione dell’universo   
5 Il modello del Big Bang  
6 La radiazione cosmica di fondo  
7 Energia oscura e materia oscura  
8 Il primo microsecondo di vita dell’universo  
9 La mappa dello spazio e del tempo   
10 Ulteriori unificazioni e costanti «universali»  
CHE COS'E' LA SCIENZA: modelli predittivi e utili   
Esercizi