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Principi di Fisica

 

Facoltà di Lettere e Filosofia

Corso di Laurea in Filosofia - a.a. 2018-2019

Principi di Fisica - 6 CFU

Prof. Carlo Cosmelli - carlo.cosmelli@uniroma1.it

Le parole o le frasi sottolineate sono dei link al materiale indicato, cliccandoci sopra si aprono le pagine relative

 

Cosa è e cosa non è questo Corso

 

Programma 2017-2018 e Libri di Testo

 

[Il programa per l'a.a. 2018-2019 sarà molto simile a quello dell'anno 2017-2018]
Il programma per gli anni precedenti è sempre lo stesso.

Cosa pensate del corso (questionario anonimo riempito dagli studenti del 2018)

 

      Chi lo può seguire: tutti gli studenti della Sapienza, iscritti alla Laurea Triennale oppure alla Laurea Magistrale.

      Persone non iscritte alla Sapienza possono seguire le lezioni (l'ascolto di tutti i corsi è libero), ma non potranno seguire i laboratori.

 

     - Ricevimento:
            - I semestre: Martedì ore 10.00 -12:30.
            - II semestre: Martedì ore 10.00-12:30.

           - Alla fine di ogni lezione.
         
   - Durante i periodi in cui non c'è attività didattica (Gen-Feb-Giu-Lug-Set): Martedì - ore 10.00-12.30.
            - Per orari e/o  giorni al di fuori del ricevimento inviarmi un mail [carlo.cosmelli@uniroma1.it].
           

 

         - Dove : Studio Docente, Dipartimento di Fisica - P.le A. Moro 5 - Edificio Marconi, Piano Terra, Lab G23, stanza 043.

      

             - Inizio del Corso: II Semestre: Mercoledì 27 febbraio 2019, aula V, ore10.30.

 

               - Orario lezioni 2018-19:  Mercoledì, aula V, 10.30 - 12.30 // Venerdì, aula VI, 10.30 - 12.30 // Villa Mirafiori, Via Carlo Fea 2, Roma.                                      
                                             
                                                             Dopo ogni lezione sarò a disposizione per circa mezz'ora per dubbi, commenti, domande.


     

 

           - Cosa dovete fare, a parte seguire il corso?

                     - Iscriversi al Corso su Moodle, il sito di Elearning della Sapienza : http://elearning2.uniroma1.it  
                        L'iscrizione serve per potervi inviare mail, avvisi, materiale, per iscriversi ai lab...

                       Andate nella Home Page di Moodle: ---> Categorie di Corso ---> Facoltà ---> Lettere e Filosofia, ---> Filosofia, ---> Lauree Triennali,
                        dove trovate il Corso "Principi di Fisica", codice del Corso: PdF, cliccate sopra e vi iscrivete inserendo l'email istituzionale.

      

              - ESAMI 2019 - Date dei prossimi appelli (l'iscrizione è aperta su Infostud):
                              

               Appelli del 2019 : (nel mio studio, Dip. di Fisica, Ed. Marconi, G23, stanza 043, ore 9.30):   

                28.1  // 18.2  // 9.4 //  giugno - luglio - settembre : da definire

             Quando vi iscrivete su infostud la data indicata è quella del primo giorno dell'appello. Io esamino circa 8-10 persone al giorno, quindi se ad un
                certo appello vi iscrivete in numero maggiore di 8 sarete divisi in più giorni, secondo l'ordine di prenotazione. Non protestate dicendo che
                siete stati spostati di giorno... In ogni caso, una volta uscito l'elenco, potete scambiarvi di posto senza dovermi avvisare prima.
                Se vi iscrivete dovete venire a fare l'orale. La divisione in giorni è fatta proprio per non farvi venire inutilmente. Se, come è successo
                recentemente, la metà di voi non viene, allora farò come fanno molti: vi faccio venire tutti, faccio l'appello e poi comincio a fare esami per 1-2-3 giorni.

           - Istogramma dei voti che avete preso all'orale - a.a. 2017-2018           
              - Istogramma dei voti che avete preso all'orale - a.a. 2016-2017
  

   -FAQ:
 
     - Cosa si studia in questo Corso? E' un corso di Filosofia della Scienza?

  Non è un Corso di Filosofia della Scienza, è un corso in cui vi verranno forniti gli strumenti necessari per capire argomenti esposti in linguaggio scientifico,
        per capire il significato di alcuni dei Principi della Fisica, in particolare per quel che riguarda la fisica del XX secolo (La Relatività Speciale e Generale e la         Meccanica Quantistica).  Vedi "Cosa è e cosa non è questo Corso" all'inizio di questa pagina.


     - Non so quasi nulla di matematica, posso seguire ugualmente il Corso?

       Di base sì. Per seguire il Corso dovrete conoscere gli elementi di matematica di base che fanno parte del programma di matematica del liceo classico,
        
quindi: le quattro operazioni, il calcolo con le frazioni, il simbolismo esponenziale, un po' di geometria piana, qualche cosa sugli angoli.
         I concetti matematici utilizzati verranno in ogni caso ripetuti a lezione.


     - Si può sostenere l'esame da non frequentante? SI/NO

   L'esame è composto da due parti:
      1)  Le due (per l'a.a. 18-19 forse una sola) prove di laboratorio: sono obbligatorie per tutti, è necessario presentare due relazioni di 3-4 pagine
           sul lavoro fatto
, ma le relazioni non vengono valutate per la determinazione del voto finale.

      2) La prova orale: consiste in una discussione sugli argomenti trattati a lezione – vedi programma.

        Le due (una, da confermare) prove di laboratorio (4 ore) vengono fatte ad aprile-maggio, in due date concordate con gli studenti, ci saranno inoltre
          due giornate di recupero per gli assenti: a fine giugno e a ottobre o novembre ( da confermare). Le prove di laboratorio sono obbligatorie, chi non
          le facesse non potrà sostenere l'esame.
          La prova orale può essere studiata autonomamente, ma richiede un notevole sforzo da parte dello studente. Al momento attuale non esiste un libro
          di testo che tratti gli argomenti del programma come vengono fatti a lezione – cioè con un formalismo matematico quasi assente, in ogni caso
          molto ridotto -. Quindi la fonte sono gli appunti presi a lezione, le dispense che si possono scaricare gratuitamente dalla rete, ed alcuni articoli
          o brani originali. Non è facile studiare da soli e cercare di capire gli argomenti solo leggendo dei testi. Ma si può fare, con molta buona volontà,
          io sono in ogni caso disponibile per chiarimenti e  discussioni sugli argomenti del programma.
          Il programma è lo stesso per tutti gli studenti e non cambia sensibilmente da un anno all'altro, i principi della Fisica fortunatamente sono sempre gli
      
    stessi.

      - Ho sostenuto la prova orale con esito negativo, posso ripresentarmi all'appello successivo?SI / NO
             Durante i mesi delle sessioni di esame ogni mese vi sono due appelli a breve distanza, uno ogni sette-dieci giorni. Questo per darvi modo di scegliere
             la data preferita e per evitare eventuali sovrapposizioni con altri esami. Quindi per esempio avete due appelli a Giugno, due a Luglio e due a
            Settembre. Ma se risultate insufficienti dovete aspettare almeno due settimane prima di ripresentarvi.


       

        - Istruzioni per l'uso:Questo corso ha una minima parte di libri da leggere e da studiare. La quasi totale assenza di  trattazione  matematica,
               infatti, non rende facile trovare testi adatti. Quello che dovrete sapere di base verrà detto a lezione, e va capito, ripensandoci a casa e discutendone
              con il docente. La maggiore differenza che incontrerete con gli altri corsi sarà nel linguaggio usato (il linguaggio "scientifico"), e nel come affrontare
              i problemi che nascono dall'osservazione della realtà e dal tentativo di descriverla oggettivamente. Vengono messe in rete le dispense del Corso, un
              riassunto delle principali tematiche affrontate durante il Corso.

 

     - Dispense del Corso:

 Alcuni siti offrono dispense del tipo "materiale del Corso ... esercizi del corso... dispense....del Prof. XY", a pagamento. Sappiate che tutto il materiale relativo ai miei Corsi,

 a qualunque Facoltà o Corso di Laurea appartenga, viene messo in rete esclusivamente sul mio sito, ed è gratuito.

               

       - Parte 0 - § Introduzione

           - Parte I - § Meccanica Classica

                             [Errore da correggere: pag. 16, 9rgb a [maggiore....minore] sostituire [minore....maggiore]
                              - Newton, Spazio e Tempo Assoluti - Il secchio di Newton

            Approfondimenti matematici: Non tutto quello che c'è in queste note vi servirà, ma può essere utile per riguardare alcune nozioni di matematica:

                             - Approfondimento n.1 (Grandezze Fisiche, grandezze scalari e vettoriali, somma e differenza di vettori, notazione esponenziale, ordini di                                grandezza).
                             - Approfondimento n.2
(Sviluppo in serie, Trigonometria - definizioni, velocità media e istantanea, derivata di una funzione) .
                           
    - Parte II - § Termodinamica
         

         - Parte III - § Elettromagnetismo

                                Sono solo un paio di pagine relativa all'unica ora di lezione che viene fatta sull'e.m..
               
         - Parte IV - § Teoria della Relatività speciale
                                   - Scheda Grafici Relativita' Speciale
                                   - Il mistero dei muoni


           - Parte V - §Teoria della Relatività Generale;
                                - Alcuni brani estratti dalla Teoria della Relatività Generale - A. Einstein (1916)
        
         - Parte VI- § Meccanica Quantistica
                                - Scheda sulle Onde
                                 - A. Einstein - L'effetto Fotoelettrico (1905) - L'introduzione.


            - Due lezioni extra-corso (sono approfondimenti, non fanno parte del programma d'esame) :
              - Lezione sul Caos
              - Lezione sui Paradossi
  

 

 

            -§ Lezioni su Youtube di Relatività e Meccanica Quantisitica (Il corso MOOC sulla piattaforma COURSERA)

 

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        -§ Libri di testo (cliccarci sopra per vedere in quali libri si trovano la parti fatte a lezione e dove)


          - Articoli originali in italiano (letti solo in parte, giusto qualche frase/pagina ciascuno, informarsi bene, non vanno studiati tutti!!!):

        - A. Einstein : Sull'elettrodinamica dei corpi in movimento (1905) La teoria della Relatività speciale.

        - A. Einstein : Puo' l'inerzia di un corpo dipendere dal contentuto di energia? (1905). Si trova la formula E=mc^2
         - A. Einstein : Su di un punto di vista euristico sulla creazione conversione della luce (1905). E' l'articolo sull'effetto fotoelettrico.

      - A. Einstein - Relativita' Generale (1915) - Sono evidenziate in giallo le parti che ho letto e commentato a lezione.
         - A. Einstein, B. Podolski, N. Rosen, Può la descrizione della Meccanica Quantistica considerarsi completa? (1935). Il famoso EPR


 

               Un libro che non fa parte del programma d'esame, ma che può essere molto utile, specie per un filosofo:

               Enrico Gazzola "Il mondo quantistico - Errate interpretazioni, teorie improbabili e bufale quantiche" - C1V ed. 2017.

               Il termine "quantistico" viene utilizzato sempre più spesso a sproposito per invocare fenomeni di fantasia, teorie inesistenti, o per giustificare
                approcci scientifico-filosofici alla comprensione della realtà, che di scientifico non hanno nulla. Questo libro discute alcuni dei casi più noti con
                un linguaggio non formale, adatto anche ad un lettore che non abbia una conoscenza del formalismo legato alla MQ.

 

 

 

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Materiale a.a. 2017-2018

 

          Alcuni siti offrono dispense del tipo "materiale del Corso ... esercizi del corso... dispense....del Prof. XY", a pagamento.
              Sappiate che tutto il materiale relativo ai miei Corsi, a qualunque Facoltà o Corso di Laurea appartenga, viene messo in rete
esclusivamente sul mio sito, ed è gratuito.

         

         - Dispense e materiale del corso: vedi sopra

 

   - 2018.2.28 Compito # 1, cielo il testo del compito; da inviare per e-mail entro il 6 marzo, o al più presto....

 

      - Elettroni singoli e due fenditure, O/P?

      - EPR - Italiano, pag. 1-2

      - Heisenberg, I principi fisici... sul PdI

 

      - Articoli originali in italiano (letti solo in parte, giusto qualche frase/pagina ciascuno, informarsi bene, non vanno studiati tutti!!!):

        - A. Einstein : Sull'elettrodinamica dei corpi in movimento (1905) La teoria della Relatività speciale.

        - A. Einstein : Puo' l'inerzia di un corpo dipendere dal contentuto di energia? (1905). Si trova la formula E=mc^2
         - A. Einstein : Su di un punto di vista euristico sulla creazione conversione della luce (1905). E' l'articolo sull'effetto fotoelettrico.

      - A. Einstein - Relativita' Generale (1915) - Sono evidenziate in giallo le parti che ho letto e commentato a lezione.
         - A. Einstein, B. Podolski, N. Rosen, Può la descrizione della Meccanica Quantistica considerarsi completa? (1935). Il famoso EPR

 

   - Due lezioni extra corso:

Caos e Caos deterministico

Venerdì 18 Maggio 2017, Villa Mirafiori, aula 6, ore 10.30-12.30

Spesso si confondono i termini indeterminismo e caos, effetti classici ed effetti quantistici. In questa lezione si chiariranno alcuni dei termini legati alla mancanza di conoscenza del mondo che ci circonda. Cosa si intende per  indeterminazione classica? Caos e Caos deterministico. La meccanica classica è completamente deterministica, alla Laplace? Perché il Caos non nulla a che fare con il Principio di Indeterminazione di Heisenberg.

Paradossi fisici

Venerdì 25 Maggio 2017, Villa Mirafiori, aula 6, ore 10.30-12.30

Molti paradossi, non quelli logici,  sono solo aspetti controintuitivi della realtà che ci circonda oppure derivano da descrizioni poco accurate del sistema in esame. Nel corso della lezione verranno discussi alcuni paradossi "fisici" che non sono per nulla dei paradossi. Dalla tartaruga di Zenone alla non-località di Bell, passando per il diavoletto di Maxwell, i gemelli di Einstein, il gatto di Schrödinger ed oggetti che non esistono se non li osservo.

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2017-2018 Esami e Laboratori

 


    - Laboratori 2017-18: Due, obbligatori per poter sostenere l'esame, ma non valutati: Lab1: 16 o 19 aprile // Lab2: 21 o 24 maggio.
           

            § Sono aperte le iscrizioni per i due laboratori obbligatori. I laboratori si terranno nelle settimane L1: 16-20 aprile e L2: 21-25 maggio, ore 9-13.
                 Per ogni  settimana ci sono due giornate fra cui potete scegliere il lunedì o il giovedì.
                 Dovete prenotarvi per 1 giorno della prima settimana ed un giorno della seconda.

           § Iscrivetevi su Moodle. Andate sul calendario, trovate i giorni disponibili. Per ogni giornata ci sono 57-51 posti, voi al momento siete in 105.
                Quindi ci sono giusto i posti necessari. Se si superasse la quota vedrò di aggiungere dei posti, se possibile.

           § La regola è chi primo arriva può scegliere la giornata, gli ultimi a prenotarsi dovranno scegliere la giornata in cui sono rimasti posti liberi.

           § Considerate che lavorerete in gruppi di tre, che la relazione dovrà essere scritta da tutti e tre i componenti del gruppo, e consegnata in una sola copia.                  Potete formare dei gruppi da prima, se volete, altrimenti li faremo al momento.

              § Prenotarsi e non venire è molto grave, se non giustificato da opportune ragioni.

             § I Laboratori Pontecorvo hanno l'accesso per disabili.

              § Schede dei laboratori, scaricarle, stamparle e portarle ai laboratori, venire con penna, carta per scrivere e prendere appunti ed almeno una
               calcolatrice scientifica (un cellulare) per gruppo.

                §  Schede generali: Scrivere una relazione, Cifre significative,

                  §  Laboratorio 1 - 16 o 19 aprile:, Laboratorio 1 , Calcolo delle incertezze - Nota: la relazione n.1 deve essere lunga circa 3-4 pagine.

               § Laboratorio 2 - 21 o 24 maggio: Lab 2.1: La misura della massa della Terra ; Lab 2.2: Eratostene e Cavendish misurano Rt e G.

                                            - Valutazione delle incertezze nella misura della massa della Terra.
                                    - Nota: la relazione n.2 deve essere lunga circa 4-5 pagine.

          

       - ESAMI 2019 - Date dei prossimi appelli (l'iscrizione è aperta su Infostud):
                              

               Appelli del 2019 : (nel mio studio, Dip. di Fisica, Ed. Marconi, G23, stanza 043, ore 9.30):   

                 16.1 //   28.1  // 18.2  // 9.4 //  giugno - luglio - settembre : da definire

             Quando vi iscrivete su infostud la data indicata è quella del primo giorno dell'appello. Io esamino circa 8-10 persone al giorno, quindi se ad un
                certo appello vi iscrivete in numero maggiore di 8 sarete divisi in più giorni, secondo l'ordine di prenotazione. Non protestate dicendo che
                siete stati spostati di giorno... In ogni caso, una volta uscito l'elenco, potete scambiarvi di posto senza dovermi avvisare prima.
                Se vi iscrivete dovete venire a fare l'orale. La divisione in giorni è fatta proprio per non farvi venire inutilmente. Se, come è successo
                recentemente, la metà di voi non viene, allora farò come fanno molti: vi faccio venire tutti, faccio l'appello e poi comincio a fare esami per 1-2-3 giorni.

 

           - Istogramma dei voti che avete preso all'orale - a.a. 2017-2018            

           - Istogramma dei voti che avete preso all'orale - a.a. 2016-2017                                                          

      

        Dove : Studio Docente, Sapienza, Dipartimento di Fisica P. A. Moro 5, Edificio Marconi, piano terra, Lab G23, stanza 043.

  - Libri di testo (cliccarci sopra per vedere in quali libri si trovano la parti fatte a lezione e dove)

  - Dispense del Corso: verranno messe in rete durante il Corso.

   - Articoli originali in italiano (letti solo in parte, giusto qualche frase/pagina ciascuno, informarsi bene, non vanno studiati tutti!!!):

        - A. Einstein : Sull'elettrodinamica dei corpi in movimento (1905) La teoria della Relatività speciale.

        - A. Einstein : Puo' l'inerzia di un corpo dipendere dal contentuto di energia? (1905). Si trova la formula E=mc^2
         - A. Einstein : Su di un punto di vista euristico sulla creazione conversione della luce (1905). E' l'articolo sull'effetto fotoelettrico.

      - A. Einstein - Relativita' Generale (1915) - Sono evidenziate in giallo le parti che ho letto e commentato a lezione.
         - A. Einstein, B. Podolski, N. Rosen, Può la descrizione della Meccanica Quantistica considerarsi completa? (1935). Il famoso EPR


 -Trasparenze lezioni di Relatività e Meccanica Quantistica, su COURSERA (simile al vostro, più semplice)

  

      -Schede per i due Laboratori, scaricare le note e portarle al laboratorio:
         - Note per il laboratorio n.1
                   -Scheda per il laboratorio n.1
                   -
Scheda di riferimento densità Alluminio + leghe

         Scheda incertezze semplificata

              
                   - Materiale per fare i calcoli (a casa)
                   -  Fogli Excel per il calcolo della densità (PRIMA scaricarlo, POI aprirlo):

                -  Scheda Excel 2016: foglio per il calcolo delle densita'

                -  Grafico con il valore della densità dell'Alluminio puro in funzione della Temperatura. Serve per valutare se nel
                     caso vostro la temperatura del laboratorio era tale da influenzare la misura. Considerate che i valori "ufficiali"
                     sono dati per T = 20 C.

                  - Nota: la relazione n.1 deve essere lunga circa due - tre pagine.

          - Note per il laboratorio n.2

                   - Scheda Lab 2.1a: La misura della massa della Terra (semplificata)

                  - Scheda Lab 2.1: La misura della massa della Terra

                   - Scheda Lab 2.2: Eratostene e Cavendish misurano Rt e G.

                   - Incertezza per la misura della massa della Terra
               - Nota: la relazione n.2 deve essere lunga circa quattro - cinque pagine.

 

 

 

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    -  Statistiche esami fatti (giugno 2016 - giugno 2015):

                                      voti 2016 pdf 

 


 

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