L'insegnamento ha come obiettivo l'introduzione delle principali proprietà della fisica moderna, della struttura e dell'interazione nucleare, delle reazioni nucleari e delle particelle elementari. Le lezioni prevedono approfondimenti di carattere multidisciplinare relativi alla fisica atomica e nucleare, dando particolare enfasi alla descrizione delle evidenze sperimentali ed alle diverse applicazioni ingegneristiche connesse al campo dell'energia, dell'industria, dello spazio, dell'ambiente e della biomedicina.

Conoscenza dei principi fondamentali della fisica moderna, della fisica atomica e dell'interazione nucleare. Capacità di comprensione delle principali applicazioni ingegneristiche e tecnologiche connesse con i fenomeni subatomici trattati. Sviluppo di competenze metodologiche ed abilità nel trattare problemi applicativi reali sulla base delle conoscenze acquisite.

Fisica di base (meccanica, termodinamica, elettromagnetismo).

- Principi di relatività ristretta ed equivalenza di Einstein tra massa ed energia. Elementi di cinematica e dinamica in reazioni nucleari. Principi della meccanica quantistica. Modelli atomici. Esperimenti ed applicazioni scientifiche e tecnologiche. Evidenze sperimentali dell'esistenza del nucleo. Sezione d'urto totale e differenziale. Dimensione, forma e densità del nucleo. Stabilità del nucleo, energia di legame nucleare, formula semiempirica di massa, modello a goccia. Proprietà generali delle reazioni nucleari e delle forze nucleari. Evidenze sperimentali ed applicazioni scientifiche e tecnologiche. (30 ore) - Legge statistica dei decadimenti radioattivi, radioattività ambientale, principali unità di misura della radiazione, esempi ed applicazioni. Decadimenti radioattivi alfa, beta e gamma. Interazione e diffusione di particelle cariche nella materia. Applicazioni scientifiche, energetiche, aerospaziali, biomediche. (16 ore) - Principi fisici della fissione e fusione nucleare, principali reazioni di fusione termonucleare nelle stelle ed in reattori. Elementi di astrofisica nucleare. Introduzione alle particelle elementari. (14 ore)

Il corso si articola in 46 ore di teoria e 14 ore di esercitazioni. Le lezioni sono strutturate al fine di favorire la comprensione dei vari argomenti introducendo la trattazione teorica e modellistica in stretta connessione con le evidenze sperimentali e con le possibili applicazioni tecnologiche ed industriali. Le esercitazioni in aula riguardano la risoluzione di semplici problemi, con applicazioni di quanto trattato nelle lezioni e modellizzazione di realistici problemi applicativi.

- Halliday, Resnick, Fondamenti di fisica. Fisica moderna – Casa Editrice Ambrosiana. - W.N. Cottingham, D.A. Greenwood, An Introduction to Nuclear Physics, Cambridge University Press - J. Lilley, Nuclear Physics, Principles and Applications, Wiley - Dispense fornite dal docente sul portale della didattica.

Modalità di esame: Prova orale facoltativa; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

L'esame è finalizzato a verificare l’acquisizione delle conoscenze degli argomenti elencati nel programma e delle capacità obiettivo dell’insegnamento (descritte nel campo Risultati dell'apprendimento attesi), con la comprensione delle connesse applicazioni tecnologiche e la capacità di elaborare le nozioni teoriche acquisite per la soluzione di problemi applicativi. L'esame consiste in una prova scritta ed un orale facoltativo. La prova scritta, effettuata nell’ambito della piattaforma Exam, sarà articolata in: a) domande a scelta multipla e domande numeriche relative alla soluzione di esercizi simbolici/numerici analoghi a quelli svolti a lezione; b) domande aperte di teoria su tutto il programma (si richiede una risposta sintetica e schematica), al fine di verificare un’adeguata conoscenza dei principi di fisica moderna e dell’interazione nucleare, anche in stretta connessione con le applicazioni tecnologiche ed industriali. Le domande aperte di teoria devono essere svolte su fogli. Le risposte dovranno essere fotografate con la webcam del pc. Al termine della prova, dopo la chiusura della piattaforma Exam, gli studenti dovranno inoltre inviare entro 5 minuti ulteriori foto delle risposte alle domande aperte utilizzando la funzione “Carica elaborato” inserita all’interno della PoliTO App. Il tempo complessivamente assegnato per la prova è di 1 ora e 45 minuti. Per superare lo scritto occorre ottenere un punteggio complessivo pari a 18/30; votazione massima conseguibile con lo scritto è pari a 30/30. Durante lo scritto non si possono consultare libri o appunti del corso; sarà consentito l’uso di calcolatrice per la soluzione dei problemi numerici. Nell’ambito delle lezioni verranno effettuate alcune simulazioni con la piattaforma Exercise con e senza Respondous LockDown Browser. La prova orale è facoltativa, salvo discrezione del docente che convocherà singolarmente gli studenti che necessitano una prova orale integrativa. L’orale, svolto mediante la piattaforma Virtual Classroom, riguarda tutti gli argomenti trattati nelle lezioni, al fine di accertare la comprensione dei fenomeni nucleari, della radiazione e connesse applicazioni tecnologiche. L’eventuale prova orale deve essere sostenuta nello stesso appello della prova scritta. Il voto finale consiste nella media della valutazione conseguita nella prova scritta e nell'orale.

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

L'esame è finalizzato a verificare l’acquisizione delle conoscenze degli argomenti elencati nel programma e delle capacità obiettivo dell’insegnamento (descritte nel campo Risultati dell'apprendimento attesi), con la comprensione delle connesse applicazioni tecnologiche, e la capacità di elaborare le nozioni teoriche acquisite per la soluzione di problemi applicativi. Le regole e le procedure d’esame in modalità mista sono equivalenti per l’esame in remoto ed in presenza. L'esame consiste in una prova scritta ed un orale facoltativo. La prova scritta, effettuata nell’ambito della piattaforma Exam in modalità remoto ed in aula in modalità in presenza, sarà articolata in: a) domande a scelta multipla e domande numeriche relative alla soluzione di esercizi simbolici/numerici analoghi a quelli svolti a lezione; b) domande aperte di teoria su tutto il programma (si richiede una risposta sintetica e schematica), al fine di verificare un’adeguata conoscenza dei principi di fisica moderna e dell’interazione nucleare, anche in stretta connessione con le applicazioni tecnologiche ed industriali. Le domande aperte di teoria devono essere svolte su fogli. Per l’esame in remoto, le risposte dovranno essere fotografate con la webcam del pc. Al termine della prova, dopo la chiusura della piattaforma Exam, gli studenti dovranno inoltre inviare entro 5 minuti ulteriori foto delle risposte alle domande aperte utilizzando la funzione “Carica elaborato” inserita all’interno della PoliTO App. Per l’esame in presenza in aula, tutte le risposte (a scelta multipla, numeriche e aperte) vengono svolte su fogli e consegnati al docente al termine della prova. Il tempo complessivamente assegnato per la prova è di 1 ora e 45 minuti. Per superare lo scritto occorre ottenere un punteggio complessivo pari a 18/30; votazione massima conseguibile con lo scritto è pari a 30/30. Durante lo scritto non si possono consultare libri o appunti del corso; sarà consentito l’uso di calcolatrice per la soluzione dei problemi numerici. Nell’ambito delle lezioni verranno effettuate alcune simulazioni con la piattaforma Exercise o in presenza in aula. La prova orale è facoltativa, salvo discrezione del docente che convocherà singolarmente gli studenti che necessitano una prova orale integrativa. L’orale, svolto in remoto mediante la piattaforma Virtual Classroom o in presenza in aula, riguarda tutti gli argomenti trattati nelle lezioni, al fine di accertare la comprensione dei fenomeni nucleari, della radiazione e connesse applicazioni tecnologiche. L’eventuale prova orale deve essere sostenuta nello stesso appello della prova scritta. Il voto finale consiste nella media della valutazione conseguita nella prova scritta e nell'orale.