Fisica generale

Di che cosa è fatto il mondo? Quali sono le sue componenti fondamentali e da quali leggi sono governate? Queste domande ossessionano la mente dell'uomo fin dall'antichità. I filosofi greci avevano immaginato l'esistenza di piccole entità indivisibili chiamate atomi. Da allora abbiamo scoperto che gli atomi sono effettivamente alla base della struttura della materia e che al loro interno si trovano particelle ancora più minute. Queste particelle dai nomi a volte curiosi - elettroni, protoni, neutroni, ma anche quark, adroni e gluoni - seguono regole di comportamento diverse da quelle in vigore nel mondo che siamo in grado di percepire. Questo libro spiega come i fisici hanno scoperto le particelle fondamentali della materia e le leggi che le governano. E racconta come un giovane può immaginare il proprio futuro dedicato allo studio dell'infinitamente piccolo.

Questo manuale intende superare la tradizionale separazione tra corsi teorici e corsi di laboratorio: infatti dedica attenzione alle motivazioni sottese alla misura, non solo alla procedura di misurazione, e rispecchia così in maniera più fedele la natura delle scienze fisiche. L'autore guida lo studente nell'osservazione dei fenomeni, nell'esecuzione delle misure realizzate con procedure aggiornate, nello sviluppo e soluzione di modelli adeguati e nella comprensione degli aspetti importanti dei temi principali dal punto di vista fisico, così da evitare generalizzazioni prive di senso critico. Argomenti di meccanica, cinematica e meccanica dei fluidi vengono affrontati sulla base di un'attenta indagine sperimentale di numerosi fenomeni naturali, avvalendosi anche di moderne tecnologie a basso costo (ma di considerevole efficacia didattica) per l'acquisizione dei dati.

La meccanica classica è la scienza del moto degli oggetti sviluppata da Galileo e da Newton nel diciassettesimo secolo e riformulata da Lagrange e da Hamilton nel diciottesimo e nel diciannovesimo secolo. Tuttavia per descrivere le orbite dei veicoli spaziali e quelle delle particelle cariche nei moderni acceleratori bisogna capire la meccanica classica. Inoltre, sviluppi recenti di questa scienza, soprattutto in connessione con la crescita della teoria del caos, hanno generato nuovi rami della fisica e della matematica e hanno mutato le nostre idee sulla causalità. Il volume comincia ad affrontare lo studio di questa materia a partire dalle basi elementari quali le leggi di Newton, dell'energia, della quantità di moto e del moto armonico semplice facendo uso della matematica indispensabile (integrali, derivate, derivate parziali), per poi sviluppare argomenti superiori, quali il formalismo lagrangiano e quello hamiltoniano, la meccanica nei sistemi di riferimento non inerziali, il moto dei corpi rigidi, quello degli oscillatori accoppiati, la teoria del caos e altro ancora. I problemi proposti sono suddivisi per difficoltà: alcuni sono applicazioni della teoria esposta, altri ne costituiscono un'estensione. Molti di essi richiedono l'uso del calcolatore per tracciare grafici o per risolvere equazioni differenziali, ma nessuno richiede una programmazione apposita. In fondo al libro vi sono le soluzioni degli esercizi dispari, un'appendice sulle matrici reali, una bibliografia ragionata per ogni capitolo.

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Il CD-ROM, attarverso l'uso di animazioni e simulazioni di esperimenti, di riproduzioni di libri, articoli e manoscritti, presenta una nuova interpretazione della vita e dei risultati scientifici di Alessandro Volta. I suoi successi sperimentali vengono analizzati alla luce delle originali innovazioni teoriche che hanno accompaganto tutta la sua opera, a partire dai lavori giovanili. Il CD-ROM, di divulgazione scientifica, si rivolge a studenti e docenti universitari, a studenti liceali, a studiosi e appassionati di storia della scienza.

Le radici delle "rivoluzioni" della fisica del Novecento, come le teorie della relatività e dei quanti, si trovano nei dibattiti, che, alla fine del XIX secolo, videro opporsi differenti concezioni della Natura: la concezione meccanicistica, la concezione elettromagnetica, la concezione termodinamica e la concezione energetica. Il libro è costituito di una selezione di contributi presentati al convegno internazionale "Volta and the History of Electricity", tenutosi nel 1999 presso l'Università di Pavia e il Centro di Cultura Scientifica "A. Volta" di Como. Le indagini storiche qui presentate permettono di comprendere meglio lo sviluppo della teoria classica dell'elettromagnetismo dai tempi di Volta fino alle più recenti elaborazioni.

La seconda edizione di questo manuale è stata arricchita di un cospicuo numero di esercizi,completamente svolti e commentati, che intendono costituire una sorta di banco di prova per affrontare le "prove in itinere" introdotte dalla riforma universitaria. Ai primi esercizi, che costituiscono essenzialmente un ripasso delle cognizioni basilari del calcolo vettoriale, sono affiancati esercizi e complementi (anche sotto forma di domanda o di "caccia all'errore"), destinati a sottolineare alcuni aspetti delicati, sia teorici che pratici, che spesso sfuggono all'attenzione dello studente.

La riforma universitaria ha comportato, con l'introduzione del doppio sistema di laurea "3+2'', una profonda modifica del perc

Tutti abbiamo sentito parlare della formula della relatività, ma quanti l'hanno davvero capita? Ecco una biografia del suo gen