Istituzioni di Fisica per Filosofi 

A.A. 2018/19

Ricevimento Giovedi 11:00-12:00 , Via Ostiense 234

Introduzione al corso

Questo corso mira a presentare gli aspetti generali della fisica concentrandosi sulle questioni di principio evidenziate dai vari fenomeni fisici ed esperimenti. I vari argomenti sono presentati partendo da osservazioni dirette dei fenomeni naturali. Sulla base di queste osservazioni verranno formulate domande circa le leggi della Natura e sarà discussa la comprensione di tali fenomeni in Fisica. Gli argomenti trattati sono quelli della fisica generale (meccanica, elettrostatica, la natura dei fenomeni ondulatori e la luce, basi della termodinamica). Inoltre durante il corso saranno presentati alcuni argomenti di fisica moderna più avanzati come ad esempio la teoria della relatività, la meccanica quantistica, l'antimateria, il problema della materia oscura dell'Universo.

Introduction to the course

This course aims at presenting the general aspects of physics with a special focus on the principles highlighted by observable physical phenomena and experiments. Topics of the course are presented starting from direct observation of natural phenomena. From these observations we formulate questions about the laws of Nature and we discuss the understanding of these phenomena in Physics. Topics of the course are mainly material for general physics courses (mechanics, electrostatics, nature of oscillatory phenomena and the light, basics of thermodynamics). Furthermore during the course some more advanced topics in modern physics will be presented, for instance the theory of relativity, quantum mechanics, antimatter, the problem of the dark matter of the Universe.

Media

Experiments and demonstrations

Esperimenti e dimostrazioni

Map of the subjects

Mappa degli argomenti

Notes (all lectures)

Appunti (tutte le lezioni)

Programma dettagliato

• Base

  1. [x] Grafici MA 4.2
  2. [x] Velocitá e variazioni MA 4.1
  3. [x] Scalari e Vettori MA 4.7, 4.8, Appunti

• Meccanica

  1. [x] Esplosioni. Quantità di moto e sua conservazione. BO 2.9, MA 5.9, Appunti
  2. [x] Urti elastici e l'energia MA 7.9, Appunti
  3. [x] Forze, energia cinetica e lavoro MA 7.1, 7.3
  4. [x] Moto Circolare MA 4.11, 4.12, Appunti
  5. [x] Caduta dei gravi, energia potenziale MA 7.4, 7.7, Appunti
  6. [x] Campo gravitazionale e legge di Newton MA 6.1, WE 14, Appunti
  7. [x] Errori sperimentali e indeterminazione classica; Caos MA2 5
  8. [x] Relatività di Galilei, leggi di simmetria, azione stazionaria in fisica classica BO 3.5, MA 5.4, MA2 3, Appunti

• Teorie Microscopiche

  1. [] Gas "perfetti", teoria cinetica dei gas; Tendenza all'equilibrio, equazione di Boltzmann MA 7.15, Appunti
  2. [] Moto browniano, esperimento di Perrin MA 3.3

• Argomenti avanzati

  1. [x] Relatività di Einstein (velocità della luce costante, dilatazione dei tempi, muoni cosmici, relazione tra energia e massa, redshift gravitazionale e movimento) MA 11, Appunti, Trasparenze
  2. [x] Esperimento delle due fenditure con proiettili, onde, elettroni e fotoni: meccanica quantistica FE3 1, Appunti, Trasparenze
  3. [x] Principio dell'azione stazionaria in meccanica quantistica
  4. [] La materia oscura Appunti
  5. [x] La necessità dell'antimateria Appunti
  6. [] Il numero di barioni nell'Universo

Syllabus

• Basics

  1. [x] Graphs reading MA 4.2
  2. [x] Vector velocity and its variation MA 4.1
  3. [x] Scalar and Vector quantities MA 4.7, 4.8

• Mechanics

  1. [x] Explosions. Momentum and its conservation. BO 2.9, MA 5.9
  2. [x] Elastic collisions and energy MA 7.9
  3. [x] Forces, kinetic energy, work MA 7.1, 7.3
  4. [x] Circular motion MA 4.11, 4.12
  5. [x] Falling bodies, potential energy MA 7.4, 7.7
  6. [x] Gravitational field and Newton's law MA 6.1, WE 14
  7. [x] Experimental errors and classical indetermination; Chaos MA2 5
  8. [x] Galilei's relativity, symmetry laws, stationary action in classical physics BO 3.5, MA 5.4, MA2 3

• Microscopic theories

  1. [x] Ideal gas, kinetic theory and equilibrium, Boltzmann equation MA 7.15
  2. [x] Brownian motion, Perrin's experiment MA 3.3

• Argomenti avanzati

  1. [x] Einstein's Relativity: (constant speed of light, time dilation, cosmic muons, relation between energy and mass, gravitational redshift and movement) MA 11
  2. [x] Double slit experiment with bullets, waves, electron, photons: quantum mechanics FE3 1
  3. [x] Stationary action principle in quantum mechanics
  4. [] Dark matter
  5. [] The need for antimatter
  6. [] The number of baryons in the Universe

Letture consigliate

• MA= B. Marion - La fisica e l'Universo fisico - Zanichelli - Disponibile nel catalogo della Biblioteca di Area Scientifico Tecnologica di Roma 3

• BO= M. Born - La sintesi einsteiniana - Bollati-Boringhieri - Disponibile nel catalogo della Biblioteca Umanistica Petrocchi e Biblioteca di Area Scientifico Tecnologica di Roma 3

• WE= S. Weinberg - Spiegare il mondo. La scoperta della scienza moderna - Mondadori - Disponibile nel catalogo della Biblioteca di Area Scientifico Tecnologica di Roma 3 e delle Biblioteche del Comune di Roma

• MA2= R. March - Fisica per poeti - Dedalo - Disponibile nel catalogo della Biblioteca Umanistica Petrocchi

• FE3= La fisica di Feynman Vol. 3 - Feynman, Leighton, Sands - Zanichelli - Biblioteca di Area Scientifico Tecnologica di Roma 3

• Materiale fornito dal docente

Suggested readings

• MA= B. Marion - Physics and the Physical Universe - Wiley

• BO= M. Born - Einstein's theory of relativity - Dover

• WE= S. Weinberg - To Explain the World: The Discovery of Modern Science - Harper

• MA2= R. March - Physics for poets - McGraw-Hill

• FE3= The Feynman Lectures on Physics Vol. 3 - Feynman, Leighton, Sands - Availabe in HTML from the publisher for on-line consultation

• readings supplied during class