Corso di laurea in Ottica e Optometria

Presentare gli elementi fondamentali dell'elettromagnetismo classico con particolare attenzione ai concetti di base dell'ottica fisica e della fisica moderna. Analizzare criticamente i concetti appresi a partire da quesiti ed esempi pratici. Integrare aspetti teorici e applicativi attraverso la soluzione di problemi quantitativi e la realizzazione di esperimenti in laboratorio. Esercizi.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE

Una conoscenza di base della fisica generale classica e moderna, con competenze teoriche e applicative nel trattamento di modelli e problemi di elettrostatica, magnetostatica ed elettromagnetismo. Una approfondita formazione nel settore dell'ottica di base (ottica ondulatoria).

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:

Capacità di scegliere ed utilizzare strumenti matematici, statistici e informatici adeguati nella analisi dei dati di ottica ondulatoria. Capacità di identificare, analizzare e risolvere problemi applicativi di ottica fisica.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO

Acquisizione di consapevole autonomia di giudizio con riferimento alla scelta degli strumenti ottici più opportuni per risolvere problematiche di tipo ottico.

ABILITÀ COMUNICATIVE

Acquisizione di competenze e strumenti per la comunicazione nella forma
scritta e orale, in lingua italiana, unitamente all'utilizzo di linguaggi grafici e formali.

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO

Acquisizione di capacità autonome di apprendimento e di
autovalutazione della propria preparazione, atte ad intraprendere gli studi successivi con un alto
grado di autonomia.

Elettrostatica: carica elettrica, isolanti, conduttori, legge di Coulomb, campi elettrici, linee di forza. Flusso e teorema di Gauss, sue applicazioni. Equilibrio elettrostatico. Moto delle cariche in campo elettrico uniforme (cenni). Potenziale elettrico, ddp, ddp in campo elettrico uniforme. Potenziale elettrico ed energia potenziale di cariche puntiformi. Potenziale dei conduttori. Capacita' elettrica, condensatori, condensatori con dielettrico, collegamenti di condensatori.

Corrente elettrica: resistenza, legge di Ohm, energia e potenza elettrica, forza elettromotrice, collegamenti di resistori, leggi di Kirchoff. Circuiti RC.

Magnetismo: il campo magnetico, forza magnetica su conduttori percorsi da corrente, legge di Biot Savart, forza magnetica tra fili percorsi da corrente, teorema di Ampere,  campo magnetico nei solenoidi, magnetismo nella materia (cenni),induzione lettromagnetica e legge di Faraday, forza elettromotrice indotta, autoinduzione. circuiti RL. Equazioni di Maxwell.

Onde: tipi di onde, caratteristiche, onde longitudinali e trasversali, funzione d'onda, equazione d'onda, onde armoniche, analisi di Fourier. Energia, potenza, intensità di un'onda, interferenza, onde stazionarie.

Onde elettromagnetiche: Equazioni di Maxwell, onde elettromagnetiche piane. Vettore di Poynting, pressione di radiazione. Emissione di onde e.m., spettro elettromagnetico

Ottica ondulatoria: inteferenza, esperimento delle due fenditure di Young,  concetto di coerenza, intensità della doppia fenditura. Metodo dei vettori rotanti. Speckle. Specchio di Lloyd e specchi di Fresnel, variazione di fase da riflessione. Interferenza da lamine sottili, rivestimenti antiriflesso. Lettore CD. Anelli di Newton. Interferometro di Michelson, OCT. Filtro Interferenziale. Diffrazione, diffrazione da una fenditura, diffrazione da più fenditure. Criterio di Rayleigh. Diffrazione da reticolo e da cristallo, spettrometro a reticolo. Rapporto di Strehl. Polarizzazione, legge di Malus, grado di polarizzazione. Metodi di polarizzazione: materiali dicroici, materiali birifrangenti, lamine a quarto d'onda, polarizzazione per riflessione, polarizzazione per diffusione. Attività ottica. Cristalli liquidi. Cinema 3D

Fisica moderna: Corpo nero e teoria di Planck, effetto fotoelettrico, effetto Compton, fisica atomica: l'atomo di Bohr, livelli energetici e transizioni. Sorgenti luminose: lampade ad incandescenza, alogene, a scarica, fluorescenti, LED.

Laser: principio di funzionamento, tipi di laser, classificazione

Lezioni ed esercizi in aula, come indicato sull'orario (64 ore).

Esercitazioni di persona in laboratorio (32 ore), 8 turni da 4 ore ciascuno alla fine del corso (da intorno metà dicembre a metà gennaio).

Prova scritta sulla parte di elettricità e magnetismo, con valutazione in trentesimi. L’esame scritto  si ritiene superato se viene raggiunta la sufficienza (18/30). La valutazione dello scritto sarà valida all'interno dell'anno accademico della prova superata; qualora il caso non venisse superata la prova orale all'interno dello stesso anno l'esame scritto andrà rifatto.

Tesina di laboratorio personale su una delle tre esperienze realizzate in laboratorio (difrazione, polarizzazione, sorgenti luminose) consegnata a scadenze stabilite.

La tesina verrà valutata in termini di:

• completezza della descrizione delle esperienze, delle leggi applicate, delle metodologie di analisi seguite, dell'interpretazione dei fenomeni osservati
• uso appropriato della terminologia scientifica e del linguaggio, riporto dei valori con unità di misura ed errori, corretto uso delle cifre significative e delle formule
• completezza dei grafici e dei risultati riportati, compensivi di titoli degli assi, barre di errore, descrizione, regressioni lineari e risultati del fit

La valutazione verrà comunicata tramite mail prima dell'applello orale con argomentazioni delle mancanze rilevate, con un giudizio qualitativo nella scala 18-30 espresso come SUFFICIENTE - BUONO - MOLTO BUONO - OTTIMO. Qualora i caso la tesina non venisse valutata sufficiente essa dovrà essere corretta e rimandata all'interno delle scadenze fissate dai docenti. Se all'interno dell'anno accademico non venisse redatta una tesina valutata sufficiente, le esperienze di laboratorio dovranno essere condotte nuovamente.

Esame orale con domande su elettromagnetismo, ottica e fisica moderna, previo esito positivo della prova scritta e della valutazione della tesina.

L'esame consisterà in una domanda su ottica condulatoria ed una domanda su onde elettromagnetiche o fisica moderna. Condizione necessaria per il superamento dell'esame è la conoscenza dei concetti di base, possono essere richieste conoscenze relative alla parte di elettricità e magnetismo del programma, quali energia e potenza, campi elettrici e moto di particelle cariche all'interno di campi elettrici e magnetici.

La valutazione sarà in trentesimi e medierà la valutazione della tesina. Per la valutazione veranno considerate l'adeguatezza delle conoscenze sull'argomento della domanda, dei concetti base ad esso correlati, l'utilizzo proprio del linguaggio scientifico per l'esposizione.

Gli esami si terranno in presenza, avuto anche riguardo alle specifiche esigenze degli studenti e delle studentesse con disabilità e con disturbi specifici dell’apprendimento. Per la prova orale non saranno ammesse mappe concettuali.

Il voto finale è una media pesata sul numero di CFU dei voti delle due prove: scritto (1/3), orale e laboratorio (2/3).

Qualora il caso l'esame orale non venisse valutato sufficiente, sarà possibile dare lo stesso esame negli appelli successivi.

Tutorato in laboratorio, con assistenza nella realizzazione delle esperienze e nell'analisi dati.

Il materiale didattico utilizzato viene reso disponibile durante l'erogazione del corso sulla piattaforma di e-learning Moodle (https://elearning.unito.it/samev).

Ricevimento: tutti i giorni, purché sia stato fissato un appuntamento via e-mail.

La frequenza alle lezioni e alle esercitazioni non e' obbligatoria, quella ai turni di laboratorio in presenza si.

Tutti gli studenti DEVONO registrarsi sia su campusnet che su moodle. E' fondamentale per poter organizzare i turni di laboratorio.

Gli/le studenti/esse con DSA o disabilità, sono pregati di prendere visione delle modalità di supporto (https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-e-studentesse-con-disabilita) e di accoglienza (https://www.unito.it/accoglienza-studenti-con-disabilita-e-dsa) di Ateneo, ed in particolare delle procedure necessarie per il supporto in sede d’esame (https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-e-studentesse-con-disturbi-specifici-di-apprendimento-dsa/supporto)