Classe 25: Corso di Laurea in Fisica
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Laboratorio di Fisica Moderna - II modulo

 

Anno accademico 2010/2011

Codice del corso 14759
Docente Prof. Luigi Cristofolini (Titolare del corso)
Anno 3░ anno
Corso di studi Fisica
Tipologia Caratterizzante
Crediti/Valenza 4
SSD FIS/01 - fisica sperimentale
Erogazione Tradizionale
Lingua Italiano
Frequenza Obbligatoria
Valutazione Orale
Storico Anni precedenti
 

Programma

Il corso si articola in una breve introduzione alle tecniche ed alle tematiche dei successivi esperimenti. In seguito gli studenti, in gruppi al piu' di tre, scelgono alcuni fra gli esperimenti proposti. Durante la sperimentazione, con la guida del docente, ogni gruppo redige il proprio "libro di bordo". Sul libro di bordo vanno riportate le procedure seguite, i risultati ottenuti, la discussione sulla loro affidabilita' e sulla loro interpretazione, le conclusioni raggiunte e gli eventuali suggerimenti maturati. Il grado di dettaglio deve essere quello che necessiterebbe allo studente stesso se, dopo un anno, dovesse ripetere l'esperimento autonomamente. Al libro di bordo va aggiunta una succinta introduzione alla problematica fisica affrontata; alla valutazione finale concorre anche una discussione individuale conclusiva sul lavoro fatto. Le tematiche fisiche e gli esperimenti proposti riguardano: -Generazione propagazione e rivelazione di microonde. Modi di funzionamento del klystron a riflessione. Misure di potenza emessa, di frequenza e di velocita' di fase. Misure di polarizzazione, riflessione, rifrazione. Diffrazione ed interferenza da fenditure. Diffrazione da strutture periodiche tridimensionali; propagazione lungo una guida rettangolare, in modo trasversale elettrico o magnetico; cavita' risonanti; accoppiatori direzionali. - Risonanza magnetica nucleare ad impulsi: dualita' della risposta lineare nel dominio del tempo e della frequenza; risposta ad impulsi e suscettivita'. Corrispondenza fra descrizione classica e quantistica. Equazioni di Bloch e sistemi di riferimento rotanti. Trasmissione di onde; adattamento dell'impedenza. Misure di campi magnetici statici o variabili. Misure di disomogeneita' del campo. Rivelazione eterodina semplice e con quadratura. Acquisizione digitalizzata. Filtraggio digitale. Individuazione di specie risonanti. Analisi spettrale della trasmissione degli impulsi e non linearita' della risposta degli spin: le eco di spin. Termodinamica degli spin e rilassamento verso l'equilibrio: tempi di rilassamento trasversali e longitudinali. - Risonanza magnetica elettronica in onda continua: generazione di microonde con klystron a riflessione; guide d'onda, modi di eccitazione, cavita' risonanti. "T" magico e rivelazione dell'assorbimento di potenza. Modulazione del campo magnetico e rivelazione della derivata dell'assorbimento. Sviluppo di un programma di acquisizione controllato dal calcolatore. Misure del fattore giromagnetico in monocristalli e polveri. Restringimento di scambio delle interazioni. Interazione iperfina con i nuclei. -Fenomenologia elettrica e magnetica dei superconduttori di seconda specie. Criogenia, termostatazione e misure di basse temperature. Caratterizzazione elettrica; misure di conducibilita' in condizione continua ed alternata. Caratterizzazione magnetica: espulsione del flusso magnetico, levitazione. Sviluppo di un programma di acquisizione controllato dal calcolatore. -Interazione di raggi gamma con la materia. Sorgenti radioattive gamma. Contatore a scintillazione e fototubo per la rivelazione. Acquisizione multicanale. Statistica dei conteggi. Spettro di ampiezza degli impulsi dovuti all'interazione gamma: effetto fotoelettrico, effetto Compton e produzione eventuale di coppie elettrone antielettrone. Misura dell'assorbimento gamma di vari materiali; misura della riduzione di frequenza Compton.

 

Testi consigliati e bibliografia

La fisica di Berkeley: Laboratorio di Fisica III (Zanichelli) Charles Kittel - "Introduzione alla fisica dello stato solido" (Bollati Boringhieri). Il Cap.16 tratta in modo elementare le risonanze magnetiche. D. Preston E. Dietz - The art of experimental physics (J. Wiley)

 

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Ultimo aggiornamento: 07/03/2011 10:23
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