PHYSICS LABORATORY I |
Codice
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1055349 |
Lingua
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ENG |
Corso di laurea
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Fisica |
Programmazione per l'A.A.
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2019/2020 |
Curriculum
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Particle and Astroparticle Physics - in lingua inglese |
Anno
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Primo anno |
Unità temporale
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Primo semestre |
Tipo di attestato
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Attestato di profitto |
Crediti
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6
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Settore scientifico disciplinare
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FIS/01
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Ore Aula
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48
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Ore Studio
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-
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Attività formativa
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Attività formative caratterizzanti
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Canale: 1
Docente
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CAVOTO GIANLUCA
(programma)
0) Generalità su rivelazione radiazione, struttura esperimenti HEP, unità di misura, unità naturali.
1) Interazione radiazione con la materia.
a) sezione d'urto, cammino libero medio, radioattività, cenni a sorgenti di particelle.
b) particella cariche, perdita di energia per ionizzazione, scattering coulombiano multiplo, Bremsstrahlung, lunghezza di radiazione, perdite di energia per irraggiamento, effetto Cherenkov.
c) fotoni, produzione di coppie, effetto fotoelettrico, effetto Compton, cascate elettromagnetiche
d) interazioni di neutroni
2) Generalità sui rivelatori di particelle: risoluzione, tempo di risposta, efficienza.
3) Rivelatori a gas
a) Ionizzazione nei gas, diffusione di ioni ed elettroni, velocità di drift, moltiplicazione, cenni a streamer e a Geiger.
b) contatori proporzionale, multiwire PC
c) camere a drift, time projection chambers
d) cenni ad altri rivelatori a gas: multi-patterned gas counter (GEM).
4) Rivelatori a semiconduttore.
a) giunzione p-n, polarizzazione inversa, rivelatori di posizione, rivelatori a microstrip
b) rivelatori al Germanio per spettroscopia nucleare.
5) Spettrometro. Misura di quantità di moto in campo magnetico.
Vari tipi di magneti per esperimenti a bersaglio fisso e a collisori.
6) Contatori a scintillazione.
Scintillatori organici e inorganici.
Fotomoltiplicatore, guadagno, circuito di polarizzazione. Raccolta di luce: guide di luce e wavelength shifter.
7) Contatori Cherenkov (a soglia). Contatori Cherenkov differenziali.
8) Generalità sui calorimetri in fisica .
a) calorimetri elettromagnetici, dimensioni della cascata, fluttuazioni nella risoluzione, misure di posizione
b) cascata adronica, cenni alla compensazione adronica.
c) contributi alla risoluzione di un calorimetro, calorimetri omogenei, calorimetri con raccolta di carica, calorimetri con fibre scintillanti.
9) Formazione segnali nei rivelatori di particelle
10) Elettronica digitale per esperimenti di alte energie (elettronica modulare NIM e VME). ADC e TDC.
11) cenni all'analisi statistica dei dati.
G. F. Knoll Radiation Detection and Measurement
J.D.Jackson Classical electrodynamics
L.Rolandi W. Blum, Particle detection with drift chambers
R.Wigmans, Calorimetry
L.Bianchini, Selected exercises in particle and nuclear physics.
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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23-09-2019 -
17-01-2020 |
Date degli appelli
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Date degli appelli d'esame
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Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Non obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova scritta
Prova orale
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Canale: 2
Docente
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MARIANI CARLO
(programma)
Programma
1. La diffrazione da cristalli
Breve introduzione ai sistemi cristallini - Tecniche di diffrazione di raggi X, elettroni [es. Kittel, cap. 1,2]
2. Generalità sulla spettroscopia
Grandezze e unità di misura - Elementi di teoria della risposta lineare - Grandezze spettroscopiche complesse e loro relazioni - La funzione dielettrica complessa - Riflettività e coefficiente di assorbimento [es. Wooten, cap. 2,3; Kittel, cap. 3,4; dispense sul sito]
3. Struttura a bande di sistemi cristallini esemplari, metalli (semplici, nobili, di transizione), semiconduttori (gruppo IV, III-V), grafene e grafite, nitruro di boro [es. Bassani, cap. 4]
4. Spettroscopia ottica
Assorbimento e di riflettività - Sorgenti di radiazione elettromagnetica – Principio di funzionamento di un laser - La radiazione di sincrotrone - Analizzatori spettrali: monocromatori e interferometri - Rivelatori della radiazione e. m. [es. Wooten cap. 5,9; Bassani, cap. 5; dispense sul sito]
5. La spettroscopia di fotoemissione e l'assorbimento di raggi X
La fotoemissione - XPS ed UPS - ARPES - Assorbimento di raggi X, tecniche XAS (NEFAXS) ed EXAFS [dispense sul sito]
6. Altre tecniche spettroscopiche
Diffusione dei neutroni elastica e anelastica - Scattering della luce: Rayleigh e Raman [dispense sul sito]
7. Tecniche di visualizzazione e spettroscopia su scala nanometrica
Microscopia e spettroscopia a scansione ad effetto tunnel (STM/STS) - Microscopia a forza atomica (AFM) [dispense sul sito]
8. Elementi di tecnica del vuoto
Misura delle basse pressioni - Pompe, linee da vuoto, vacuometri [dispense sul sito]
- F. Wooten, "Optical Properties of Solids", Academic Press, 1972; capitoli 2, 3, 5, 9.
- F. Bassani, G. Pastori-Parravicini, “Electronic States and Optical Transitions in Solids”, capitoli 4, 5.
- C. Kittel, “Introduzione alla Fisica dello Stato Solido”, Ed. CEA, 2008, capitoli 1, 2, 3, 4.
- dispense del corso disponibili sul sito: https://elearning2.uniroma1.it/login/index.php
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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23-09-2019 -
17-01-2020 |
Date degli appelli
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Date degli appelli d'esame
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Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Non obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova orale
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Canale: 3
Docente
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BORDI FEDERICO
(programma)
Spettroscopia dielettrica come paradigma delle tecniche spettroscopiche: hamiltoniana d'interazione e teorema di Liouville;
teoria della risposta lineare; funzione di risposta e funzione di correlazione; risposta e suscettibilità generalizzata;
relazioni di Kramers-Kronig causalità e risposta; teorema di fluttuazione-dissipazione.
Scattering della luce statico e dinamico come paradigma dei metodi di diffusione: fattori di struttura statico e dinamico.
Elementi di microscopia a sonda.
Elementi di microscopia ottica ed elettronica.
Il lavoro in laboratorio consisterà nello svolgere attività pratica con alcune delle tecniche più comuni impiegate per
la caratterizzazione spettroscopica e strutturale dei sistemi di materia soffice biologica (scattering della luce, fluorescenza,
spettroscopia infrarossa, dicroismo circolare, microscopia a forza atomica, microscopia elettronica, risonanza magnetica nucleare,
spettroscopia dielettrica)
Dispense di Spettroscopia Dielettrica distribuite dal docente
Capitoli scelti da:
B.J. Berne, R. Pecora "Dynamic light scattering", Dover
K.S.Schmitz "Dynamic light Scattering by Macromolecules", Academic Press
C.H. Wang "Spectroscopy of condensed Media", Academic Press
M.Muller "Introduction to Confocal Fluorescence", SPIE Press
E. Hecht "Optics", Addison Wesley
P.Eaton, P. West "Atomic force microscopy", Oxford Univ. Press
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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23-09-2019 -
17-01-2020 |
Date degli appelli
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Date degli appelli d'esame
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Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Non obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova orale
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