Anno:perio do4,5:1 Lezioni,esercitazioni, laboratori:70+15+15 (ore,nell 'intero periodo) Docente:AlbertoQuaglino
11corso halo scopo diavviare lo studen tealla conoscen zadell a stru tturaedel funzio na me nto degli ecosistemi naturali nonché dei meccanismi e delle leggi che stanno alla base degli equilibri ambiental i. 11fine ultimo èquello di far comprendere,nella loro globalità,causeed effetti delle alterazioni prod otte dall'uom o ed affrontarecon la giusta atte nzione i problem i relati vialla ges tione,conservazionee recupero dell'ambiente e dellesue risorse.
PROGRAMMA
- Ecolog ia generale. [40 ore]
L'ecosistemacome unità e suastru ttura. Catenee retialime ntari; livellitrofici. Lepiram idi ecologic he. La magni ficazion e biologica. Ciclo della materia e flusso di ene rgia negli ecos istem i. I cicli biogeochimici dei principali elementi. Biomassae produzionebiologica.
Le popolazioni naturali e la loro dinamica . Meccanismi di controllo delle popolazioni e mode lli di sviluppo: competizione e predazione. La polazione uman a. L'uo mo come predato re:problemi di gestione delle risorsenaturali.
Lecomunità naturali (biocenosi). Complessitàe stabilità delle biocenosi. La biodiversità comeindicatore dell aqualità ambie ntale. La nicchiaeco log ica. Evoluzio ne dell ebiocenosi:
le successioniecologichee la comunitàclimax. Gli ecosistemi acquatici:il fiume,il lago,il mare (stru ttura e funzionamento). 11 bosco come esempio di ecosistema terrestre. Gli ecosistemi estremi: la tundra ed il deserto (l'adattame nto degli orga nism i). L'uomo nella biosfera.
L'ambienteumano:l'agroecosistema ed ilsistem aurbano . L'impa ttodell'uomosull'ambiente:alterazionilocalie globali.
- Ecologiaapplicata. [30 ore]
11 concettodi inquinamento.
Inquinamento dell'aria. Gli inquinantiatmosferici. Criteri ed indici di qualità. Effettiedanni dell'inq uinamentoatmosferico sullasalute umana,suglianima lie sullepiante . Effettoserra, effettoUV, deposizioni acide.
Inquinamentodelleacqu e. Criteri ed indicidi qualità. Eutrofizzazione dei laghie delle aree costiere marine. Probl em i emetodologie dirisanament o.
Inquinamentodel suolo. Suolo agricoloesuolo fore stale. Inquinanti,fertili zzanti,pest icidic lotta biologic a.
Recuperi ambientali. Indici di quali tà dell'ambiente. Vegetazione reale e poten ziale.
Riutilizzodegli spazi disp onibili.
Opere diingeg neria naturalistica. Legislazione ambientale nazion aleecomunitaria.
ESE RC ITAZ ION I
Approccio allametodologia di Studiodi Impatto Ambientale (SIA)e Valutaz ionediImpatto Ambientale(VIA).
Metodologiad'usodelle matrici.
Esame diprogetti di recupero ambientale.
ESERC ITAZION I IN CAMPO
Visitaad un'areaboscatadenudata a seguito di catastrofenaturale.
Visita adun recuperoambienta ledi unacavaconcoltivazioneinsotterraneo.
Visita adun recup croambientale diuna cava concoltivazionea cieloaperto.
BIBLIOGRA FIA Testodi riferim ento :
Marchetti,Ecologiaapplicata,CittàStudi,1993.
Testiausiliari:
A.Misiti ,Fondamentidi ingegneriaambientale,NIS,1994. E.P. Odum,Principi diecologia,Piccin,1988.
R.Vismara,Ecologia applicata,Hoepli,1989.
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R 179 O
Anno:periodo 4:1 Docente:Maurizio Repetto
Elettrotecnica
(lndir.Pianifegesto territoriale)
Il corso si propone di fornire le nozioni di base dell'elettrotecnica indispensabili per una corretta utilizzaz ione delle macchine e degli impianti elettrici, tenendo anche conto dei problemirelativi allasicurezza. A tale scopo,vengono esposti i fondamenti dell'analisi delle reti di bipolilineari in regime stazio nario equasistazio narioe sono rich iamati alcuniaspetti fondamentalidella teoria dei campi necessari per la comprensione del funzio namento dei componenti dei sistemielettrici. Lateoria e imodelli sviluppati nella prima parte del corso sono infine applicati allo studio delle più comuni macchine elettriche e degli impianti di distribuzione dell'energia elettrica.
REQUISITI
AnalisiMatematica l e2,Fisica le2,Geometria.
PROGRAMMA - Primaparte:circuiti.
Multipoli e modello circuitale dei fenomeni elettromagnetici, regimi di funzio namento, metodo simbo lico. [8 ore]
Grandezze elettriche e loro proprietà, classificazione deicomp onenti ideali, considerazio ni energetichesuicomponentiideali,connessioni tra icomp onenti. [12 ore] . Metodi dianalisi dei circuiti elettriciin regime permanente, trasformazionienergetiche nei circuiti . [8 ore]
Circuitiin regimetransitorio,transitoridelprimo edel secondoordine. [4 ore]
Sistema trifase, defini zioni, metodi di soluzione di circuiti trifase equilibrati e squilibrati, misuradella potenza. [6 ore)
- Secondaparte: campi.
Richiami sui campi vettorialie sulle loroproprietà, equazio nidi Maxwell, campo dicorrente statico,leggi fondamentali dei circuitiinforma locale. [4ore)
Dispersori e impiantidi terra,cenni sulle normative antinfo rtunistiche, dimensionamento e protezionedei conduttori. [4 ore]
Campoelettros tatico,capacitàerigiditàdielettrica ,camp o elettrico quasistazionario,corrente di spostamento. [2 ore)
Campo magnetico statico e quasistazionario.proprietà dei materiali ferromagnetici, circuiti magnetici, relè differenziale, auto- e mutue induttanze, generalizzazione del potenziale elettrico e forze elettro motrici indotte. [6ore)
Energia magnetica, perd ite nel ferro, conversione elettromeccan ica dell'energia, elet-tromagneti,motoriariluttanzapasso-passo. [6 ore]
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- Terzaparte:macchine elettriche.
Trasfor matore ideale, trasform atore reale e circuito equiva lente, prove sul trasform atore, trasform atoretrifase,parall elodi trasform atori ,cenni suautotras formatoreetrasformatoridi misur a. [8 ore]
Campo magnetico rotan te, motore asincrono trifase e circuito equiva lente, prove sui motori asincroni, avviamen toeregolazione della velocità nei motoriasincro ni, macchina a induzione, motore asincro nomonofase. [6 ore)
Macchina elettrica.a corrente continua, tipologie di eccitazione e circuiti equivalenti, commutazio ne,motoribrushless. [4 ore)
Cennisulgeneratoresincro no. [2 ore]
ESERcrrAZION I
Anal isidei circuiti in regime stazionarioequasistazionario. [12 ore]
Campi di corrente.elettriciemagnetici. [6 ore]
Macchineelettriche. [8 ore]
BIBLIOGRAFIA Testo di supporto:
P.P. Civalleri,Elettrotecnica,Levrotto& Bella, Torino.
Testi per approfondimen ti:
V.Daniele,A. Libera tore, R.Grag lia,S.Manetti,Elettro tecnica,Monduzzi, Bologna.
A.E.Fitzgerald,C.Kingsley, A.Kusko,Macchineelettriche,Angeli,Milano .
ESAME
L'esam e è compos to da una prova scritta e da un colloquio. La prova scritta richi ede la soluzio ne di tre problemi relativi ad argomenti svolti durante il corso;durante tale prova è consentitala consultazione ditesti edappunti.
Ilsuperamento dellaprova scritta è vincolan te perl'ammiss ione al colloquio orale, che deve esseresostenu to nell'am bitodello stesso appello.
Per partecipare all'esa me è necessar io effettuare la prenotazione consegnando lo statino.
Durante il corso vengo nosvolti duecompiti scritti riservati agli iscritti regol ari per ottenere l'esonero dallaprova scritta.
R 1794 Elettrotecnica (r)
Anno:periodo 3,4:2Lezioni,esercitazioni: 4+2(ore settimanali) 40+20 (ore,nell'interoperiodo) Docente:EdoardoBarbisio
Scopo del corso èdi fornire una metodologia per una corretta utilizzazione di macchine ed impiantielettrici,chetenga conto deiproblemidi sicurezzadell'operatoree dell'impianto. A tal fine,dopo averesposto ifondamenti dell'analisidelleretidi bipoli(conaccenniai tripoli e ai doppi bipoli di più freque nte impiego) e della teoria·dei campi, evidenziando le interconnessioni metodologiche d'approccio, se ne mostra l'impiego nei modelli delle principali macchine e degli impianti didistribuzione dell'energia elettrica. Tali argo menti sonointegra tidanotizieriguardanti lebasilari apparecchiaturedicomandoe diprotezione.
REQUISITI
Analisi leIl,Fisica leIl,Geometria.
PROGRAMMA
Reti elettriche acostanti concentrate (reti dimultipoli ):introduzione operativa di tensione e corrente.Leggi di vincolopertensioni e correnti.Potenza elettrica,wattmetro. [3 ore]
Caratteristica grafica di unbipo lo.Punto di lavoro.Composizioni grafiche di caratterist iche perretidi bipo liin serie/para llelo. Diodoideale. [2 ore]
Bipoli ideali elementari attivi e passivi: generatori idealidi tensione e di corrente,resistore, induttore, condensatore. Energia immagazzinata in un induttore e in un condensatore. Partitoreditensione edicorrente.Reti serie/parallelo. Dualità.Modelli elemtari di bipoli reali attivie passivi. [3 ore]
Solu zione analitica di reti lineari serie/parallelo in regime staz ionario: principio di sovrappos izione degli effetti, teoremi di Thévenin , teorem a di Millm an.. Reti a ponte.
Trasformazio nestella/triangolo. Metododeipotenzialiainod i. [4ore]
Grandezzeperiodiche.Grandezzead andament o sinoidale permanente. Operazioni algebriche ed integro-d iffere nziali su grandezze sinoidali: spazio vettoria le associato. Operatori : impedenzae ammetten za.Potenzain regimesino ida le. [4ore]
Studio analitico egrafico direti lineariserie/paralleloin regim e sino ida le permanente.Circu iti risonanti.Rifasamentomonofase. [4ore]
Sistemi trifasi simmetricied equilibrati.Misure di potenzacon inserzioneAron.Rifasam ento trifase.Confronto tra sistemimonofasietrifasi per iltrasportodell'energia[4ore]
Campi stazionari di corrente: uniforme, cilindrico, sferico. impianti di messa a terra: indicazioni sul progetto ed il collaudo. Dimensionamento e protezion e dei condu ttor i.
Interrutt orimagnetotermicie di fferenziaIi. [2 ore]
Analogie tra campi magnetici e dicorrente:circuiti magnetici. Induttori con traferro. Ciclo disteresi. Perdite per isteresi. Energia magnetica volurnica. Legge d'induzione elettromag netica.[4ore]
Trasformatore/autotrasformatore monofase e trifase:cenni costrutt ivi e circuito equiva lente completo.Prova avuotoe incortocircuito.Datiditarga.Variazionedi tensione sotto caric o.
Parallelointrasformatori.4ore]
Azioni elettromeccaniche. Strumenti di misura magnetoelettrici, elettromagnetici ed elettrodinamici.Forzetraconduttoridilineain regime sinoidale. [2 ore]
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Campo magnetico rotante. Macchina ad induzione trifase c monofase: cenni costruttivi e circuiti elettrici equiva lenti. Caratteristiche meccanic a ed elettromecca nica. Metodi di avviamento deimotoriasincroni trifasiemonofasi. [4ore]
BII3LIOGRAFlA Testodi riferim ent o:
P.PCivalleri:"Elettro tecnica",Levrotto& Bella,Torino.
Testicon sigliatiperintegrazioni edapprofondime nti:
V.Carreseia(a cura di):"Imp ianti anorme CEroTuttoNormel,Torino.
S.Chapma n:"Macchin eelettriche". Jackson,Milano.
V. Daniele,A.Liberatore,R.Graglia.S. Manett i:"Elettrotecnica".Monduzz i,Bologna.
G.Someda:"Elettrotecnicagenerale".Pàtron,Padova.
Testiperesercit azioni:
G.Fiorio:"Raccoltadiesercizi diElettrotecnica".CLUT,Torino.
A.Laure ntini,A.R.Meo.R.Pom è:"Esercitazioni diElettrotecnica",Levro tto& Bella.
ESAME
L'esameconsistediunaprova scrittaeuna prova orale.
Modalitàdipartecip azioneallo scritto:
Ilcandidato dovràsepositare, in un'apposita cassetto presso il Dipartim ent o di Ingegne ria Elettrica Industriale(DELET) quattro fogli quadrettati tipo protocollo,compilati secondo le istruzioniaffisse presso la cassetta,allegan do lo statino diiscrizione all'esame. Il term ine' ultimodi consegna,per moti vi orga nizzat ivi che coinvolgonoanche altri corsi,è fissato alla fine del penultimo giorno lavorativo (con esclusi one del sabato: si rispetti l'orario di segreteria) precedent e la data della prova scritta. Il candidato riporterà inoltre il proprio cognomeinunelencoalato.
Iproblemi propostisonoquasi sempre riconducibiliad applicaz ioni pratiche.Saràmotivodi soddis fazione per lo studente, cond atatare di aver acquisito un bagaglio teorico che gli perm ettedi affront arnecon successolostudio.
Prova orale:
A distanzadi qualchegiorno dalloscritto avverràilcomp letame ntodell'e samecon unaprova orale. durante la quale si discut erà colcand ida to lo svolgimento dello scritto e siamplierà l'accertamento sul suo grado di preparazione su argome nti addizionali. In questa sede, approfittando dcllinterazionestudente-docente, si potrà valutare lo spirito critico, oltre al bagaglioculturale,delcandidato.
R 1901 Fisica 1
Anno:periodo 1:2 Lezioni,esercitazioni,laboratori:6+2(ore settimanali)
Docenti:Paolo Allia,AureliaStepa nescu(collab.:VittorioMussino,AriannaMontorsi)
Vengonotrattati i concetti basilari per la comprensionee la risoluzionedisemplici problemi di fisica classica (meccanica, elettrostatica, ottica geometrica) con particol are riferimento a quelli che si possono più comunemente presentare nelle applicaz ioni di tipo ingegneristico.
Gli argomenti principalidel corsosono:la teoria della misurae deglierrori ; lameccanica di una particella punti forme;la meccanicadei sistemidi particelle, con un accenn oalmotodel corpo rigido ed alla fluidodinamica;la teoria della gravitazione universale; le oscillazioni meccaniche;l'elettrostaticanel vuoto;l'ottica geometrica.
REQUISITI
Gli elementi di calcolodifferenziale sviluppati nel corsodiAnalisi l.
PROGRAMMA - Misure
Grandezzefisiche. Misurazioni. Grandezze fondamentaliederivate.
Equazioni dimensional i. Sistemidi misurae unità. Errori di misura.
Propagazione deglierrori. Cenni di teoria dell'errore emetodo dei minimiquadrat i.
- Meccanicadel punto
Vettorie scalari. Componenti. Vettoriunitari. Cennidi calcolovettori aIe.
Moto rettilineo: posizione, velocitàe accelerazio ne. Caduta libera.
Moti piani:posizione,velocitàe accelerazione. Moto circolare uniforme.
Moto deiproiettili. motirelativi: velocità e accelerazionerelative. Sistemi inerziali. Forzae massa. Leggidi Newton. Applicaz ioni. Forzedi attrito (radente eviscoso). Moto circolare uniforme. Lavorodi unaforza costante e diuna forza variabile. Lavoro di unaforza elastica.
Energia cineticae teoremadell'energiacinetica. Potenza. principio di equivalen za . Lavoro ed energia potenziale. Forze conservative e non conservative. Teorema di conservazione dell'energiameccanica. Conserva zionedell'energiaper unsistema dipart icelle.
- Meccanicadei sistemi
Centro di massa. Quantità di moto di una particella e di un sistema di particelle. Con-servazione dellaquantità di moto . Sistemi amassa variabile. Impulso e quantitàdi moto.
Urti elasticieanelastici in unadimensione.
Cenniagli urtiin duedimension i. Sistemadi riferimentodelcentro dimassa. Motorotatori o. Variabilirotazionali. Energia cineticadi rotazione.
Momentod'inerzia. Momentodi una forza. Dinamicarotazionaledel corporigido.
Rotolamento. Momento ango lare. Secondaleggedi Newton in forma angolare. Momento angolarediunsistema di particellee diun corpo rigido inrotazione attorno aunassefisso.
Conservazione del momento angolare ed esemp i. Centro di gravità. Equilibrio statico.
Condizioni di equilibrio ed esemp i.
- Oscill azionimeccani che
Oscillatore armonico semplice. Considerazioni energetiche. Moto armonico semplice e moto circolare uniforme. Moto armonicosmorzato. Oscillazioniforzate erisonanza (cenni).
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~ Fluidi
Densità e pressione. Principi di PascaI e Archimede. Linee di flusso ed equazione di continuità. Equazione di Bernoulli ed applicazioni.
- Gravitazione
Leggedella gravitazione universale. Energia potenzialegravitazionale. Campo e potenziale gravitazionale. Leggi di Keplero.
- Elettrostatica
Leggedi Coulomb. Conservazionedella carica. Campoelettrico. Lineedi forza. Campo elettrico di:una carica puntiforme;un dipolo elettrico;unadistribuzione linearedicarica;un disco carico. Carica puntiforme edipoloin un campo elettrico. Flusso del campo elettrico . Legge di Gauss. Conduttore carico isolato. Applicazioni della legge di Gauss. Energia potenziale elettrica. Potenziale elettrico. Campoelettrico e potenziale. Potenzialedi:una carica puntiforme;un insieme di cariche puntiformi, un dipolo elettrico; una distribu zione continuadicariche. Superficiequipotenziali. Condensatori. Capacità elettrica. Calcolo della capacità. Condensatori inserieein parallelo. Energia immagazzinatain un camp o elettrico.
- Otticageometrica
Riflessione e rifrazione della luce. Specchi piani e sferici. Superfici rifrangenti sferiche.
Lenti sottili.
ESERCITAZIONI
Impostazione,risoluzione e commento di semplici problemidifisicarelativia tutti i principali argomentitrattatinellelezioni.
LABORATORIO
l. Misurazione di spostamenti, velocità e accelerazione di gravità per un corpo in caduta libera.
2. Misurazionedel periododi oscillazione del pendolo semplice in funzionedellalunghezza del filo edell'ampiezzadi oscillazione.
3. Misurazion edell'indicedi rifrazionedel vetro con il metodo del prisma incondizione di deviazioneminima.
BIBLIOGRAFIA Testi di riferim ento:
R.Resnick,D.Halliday,D.S.Krane,Fisica 1,4. ed.,Ambrosiana,Milano,1993.
D.Halliday,R. Resnick, D.S.Krane, Fisica2,4.ed.,Ambrosia na, Milano, 1994 (solo per l'elettrostatica el'ottica geometrica).
Testoausiliario:
G.Lovera,B. Minetti,A.Pasquarelli,Appunti di Fisical,Levrotto&'Bella,Torino, 1977.
ESAME
L'esame consta di unaprovaorale, chesi svolge dopoche il docentehaacquisitovari elementi di giudizio sullostudente,fra cui l'esitodi unaprova scritta e lerelazion idilaboratorio.
Loscrittoconstadi norma di tre esercizi chericoprono tuttol'arco della materia svolta nel corso.
Una voltasvolto lo scritto,l'esame(orale)puòesseresostenuto in qualunque appe lloapart ire da quello incuisiè svolto lo scrittostesso, purché entro il maggiodell'ann o immed iatamente successivo . Superatotale tempo senzaaversostenuto l'orale con esitopositivo,lo scritto deve essere comunq ue ripetuto. Lo scritto effettuato nel preappe llo di maggio vale solo per tale preappello.
Laprova scritta rimane valida, neilimiti di temp odi cuial puntoprecedent e, anche nel caso in cui laprova orale nonvenga superata.
Lo studente che,avendo svoltolo scritto,intendesostenere l'oral edeve prenotarsi apponendo il proprionome sui fogli disponibilipressoil dipartimentodi Fisicaa partire da unasettimana primadi ogniappello.
Lo statinodeveesserepresentato all'atto disostenerel'esame orale.
R 190 2 Fisica 2
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Anno:periodo 2:1 Lezioni,esercit azioni,laboratori:6+2+2(ore settimanali) Docente:PieraTavemaValabrega(collab.:e. Castagno)
Scopodei corsi di fisica èquellodi dareuna visione coerenteed unificatadeifenomeni fisici e dei metodi che ne permettono lo studio. Nellaprima parte del corsodiFisica2 vengono trattati leinterazioni elettromag neticheanalizzate in termini di campi. Sonodiscusse le leggi fondamentali dell'elettromagnetismo (nel vuoto e nella materia) che si compendiano nelle equazionidi Maxwell. Particolare rilievo èdato allo studio delle onde elettromagnetiche.
come estensione delle equazioni diMaxwell e dei fenomeni ondulatori. quali interferenza, diffrazione e polarizzazione. ella seconda parte del corso viene fomi ta una breve introduzione alla meccanica quantistica, base per lo studio della struttura della materia.
Nell'ultima parte vengono analizzati iconcetti basedellatermodinamica classica con alcuni cenni ditermodinamicastatistica.
PROGRAMMA
- Elettrosta tica nelvuotoenellamateria Isolanti e conduttori,costante dielettric a. [6 ore]
- Corrente,resistenza,forzaelettromotrice
Corrente elettrica, resistenza, densità di corrente. resistività. Conduttori ohmici, legge di Ohm. Interpretazionemicroscopicadella leggedi Ohm(cenni). Genera tori idea lie reali di tensione. Generato re divande Graaf. Bilancio energetico neicircuiti. Circuito Re. Misura di resistenze (laboratorio). [6 ore]
- Campo magnetico
Forze magnetiche su caricheinmoto e sucorrenti. Defin izionedel vettore B. Effetto Hall.
Forze magnetiche sui circuiti, momento di dipolo magnetico. Moto dicariche in campo -magnetico. Ciclotrone. [4 ore]
Legge di Ampère: campo magnetico·di circuiti percorsi da corrente. Dipoli elettric i e magnetici:analogie,differenze. Forze fra conduttori. Definizionedell'ampere. [4 ore]
Legge di Faraday: FEM indotta da campi magnetici variabili nel tempo. Considerazioni energetiche. Calcolodel campo elettrico indotto da campi magnetici variabili. Betatrone.
Auto- e mutuainduzio ne. Autoinduttanzadi avvolgimenti toroidalie solenoidali. Circuito LR. Energia del campo magnetico. Circuiti LC ed RLC: analogie meccaniche, consideraz ionienergetiche,risonanza(laboratorio). Corrente dispostamentoedequazioni di Maxwell. [6 ore]
- Proprietà magnetichedeimateriali
Magneti permanenti, correnti di magnetizzazio ne. Sostanze dia-, para-, ferro-mag netiche.
Leggedi Curie. LeggediGauss peril magnetismo. VettoreH. Leg gediAmpère in presenza di mezzimaterial i. Risonanzamagneti canucleare. [4ore]
- Ondeelettromagnetiche
Equazioni di Maxwell in form a integrale e differenziale. Equazione dell'ond a elettro -magnetica. Onda piana: relazioni fra i vettori E, B, H. Energia dell'onda e vettore di Poynting. Quantità dimotodell'onda, pressionedi radiazione . Antenne a dipolo elettrico (trasmittentie riceve nti). Lo spettroelettromagnetico. Luce. [8ore]
- Ondeelettromagnetiche luminose
Riflessione e rifrazione: relazioni di Fresnel. Dispersione della luce principiodi Huygens.
Superfici d'onda e raggi. [2 ore]
Interferenza: esperimento di Young; coerenza, tempo di coerenza. Pellicole sottili, rivestimenti antiriflettenti. Diffrazione:fenomeni di Fresnele Fraunhofer. Potere separatore deglistrumentiottici(macchinafotografica,occhio umano,telescopio ). Interferenzaconpiù sorgenti. Reticolidi diffrazione. DiffrazionedeiraggiX,leggedi Bragg. [IO ore]
Polarizzazione della luce mediante riflessione, dicroismo, doppia rifrazione e diffusione.
Misurein luce polarizzata(laboratorio). [4ore]
- Interazioneradiazione elettromagneticacon lamateria
- Interazioneradiazione elettromagneticacon lamateria