OSCILLAZIONE E ONDE

Anno accademico 2022/2023 - Docente: Giovanni PICCITTO

Risultati di apprendimento attesi

Fornire gli strumenti matematici e teorici per descrivere in maniera generale la fenomenologia dei sistemi oscillanti e ondulatori.

Conoscenza e capacità di comprensione:  Capacità di ragionamento induttivo e deduttivo. Capacità di impostare un problema utilizzando relazioni tra grandezze fisiche, analisi dimensionale.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Capacità di elaborare modelli teorici. Capacità di eseguire simulazioni numeriche.

Autonomia di giudizio: Capacità di ragionamento critico. Capacità di individuare le previsioni di una teoria o di un modello.

Abilità comunicative: Buone competenze informatiche. Buone competenze per la gestione dell'informazione scientifica e per l'elaborazione dei dati e le ricerche bicliografiche. Capacità di esporre oiralmente, con proprietà di rigore terminologico, un argomento scientifico, illustrandone motivazioni e risultati.

Capacità di apprendimento: Capacità di saper aggiornare le proprie conoscenze scirntifiche attraverso la lettura di pubblicazioni scientifiche in lingua italiana e inglese.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

  • Lezioni frontali con dimostrazioni numeriche realizzate con Matlab.
  • Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza alfine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Prerequisiti richiesti

Fisica I, Analisi Matematica I

Frequenza lezioni

La frequenza al corso è di norma obbligatoria (consultare il Regolamento Didattico del Corso di Studi)

Contenuti del corso

Funzioni armoniche. Serie e trasformate di Fourier. Delta di Dirac. Esempi fisici di oscillatori armonici. Linearità e principio di sovrapposizione. Cenni sulla formulazione Lagrangiana e Hamiltoniana. Modelli classici di oscillazioni di dipoli atomici e molecolari e delle oscillazioni di plasma. Oscillatori armonici smorzati. Fattore Q. Modello classico di emissione da parte di dipolo atomici. Oscillatori armonici forzati. Impedenza. Potenza assorbita e curve di risonanza. Modello classico di interazione della luce con gli atomi. Modi di oscillazione di un sistema non continuo con N (finito) gradi di libertà. Modi normali di oscillazione. Cenni agli spazi vettoriali. Moto generale di un sistema discreto infinito. Relazioni di dispersione. Equazione d’onda in una dimensione Equazione di d’Alembert. Onde stazionarie ed onde progressive. Impedenza e flusso di energia. Analogie con una particella quantistica libera ed in una buca di potenziale. Pacchetti d’onda e velocità di gruppo. Sistemi dispersivi. Riflessione e Trasmissione. Onde in sistemi non omogenei. Adattamento di impedenze. Matrice di trasmissione e di scattering.

Testi di riferimento

1) W.F. Smith,”Waves and Oscillations – A prelude to quantum mechanics”, Oxford University Press 2) H.. Georgy, “The Physics of Waves”, Prentice Hall 3) P. Markos, C.M. Soukoulis, “Wave propagation”, Princeton University Press


Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Oscillatore armonico, smorzato forzatoRef. n. 1
2Oscillatori non lineari, sistemi dinamici, spazi delle fasiRef. n. 1
3Sistemi finiti di oscillatori armonici accoppiatiRef. n. 1
4Sistemi infiniti di oscillatori armonici accoppiatiRef. n. 1
5Modello di Lorentz di interazione luce-atomoRef. n. 1
6Equazione d'onda e soluzioniRef. n. 1
7Riflessione trasmissioneRef. n. 1
8Serie e trasformate di Fourier, delta di DiracRef. n. 1

VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

Modalità di verifica dell'apprendimento

Prova orale

La verifica di apprendimento si svolge con un esame orale della durata media di 45 minuti sugli argomenti trattati nelle lezioni. La verifica dell'apprendimento potrà anche essere effettuata per via telematica, qualora le condizioni dovessero richiederlo.

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

Le domande di seguito riportate non costituiscono un elenco esaustivo ma rappresentano solo alcuni esempi

Risonanza

Equazione d'onda

Modi normali di oscillazione