Fisica

Questo libro presenta la trattazione teorica dei temi fondamentali della meccanica razionale. Gli argomenti discussi, la loro sequenza, la simbologia utilizzata e la modalità di sviluppo della teoria attraverso cui si giunge alla definizione dei modelli matematici utili alla soluzione dei problemi della meccanica razionale sono quelli ritenuti dagli autori più idonei per allievi ingegneri che frequentano un corso di laurea triennale di indirizzo industriale. Partendo dai richiami sull’algebra vettoriale e la dinamica del punto materiale, il testo prosegue con lo studio dei sistemi particellari che risulta essere anche propedeutico per gli argomenti trattati nei successivi capitoli. Quindi si esaminano i temi della cinematica del corpo rigido, per poi arrivare allo studio dei moti relativi per l’introduzione dei sistemi di riferimento non inerziali, e allo sviluppo dei modelli matematici per la dinamica del corpo rigido. Un capitolo viene dedicato agli elementi della meccanica lagrangiana.

Come chimico ho avuto modo di scoprire l’esistenza della Porfiria Acuta Intermittente, una patologia rara che ben rappresenta le nuove frontiere delle scienze, perché deriva da una causa prettamente genica senza alcuna anomalia anatomica e, soprattutto, gode di una diffusa latenza. Questa peculiarità, purtroppo, non ha favorito né la raccolta omogenea e ragionata dei dati scientifici né la aggregazione unitaria delle cause biochimiche che ne sono l’origine: la conversione del porfobilinogeno in idrossimetilbilano e l’azione ossidativa e disregolativa dell’acido δ amminolevulinico. Da qui l’esigenza di aggregare le basi chimico fisiche ed epigenetiche di una disfunzonalità che presenta una sorprendente complessità sia come processo in se, sia come ricadute sull’organismo sia come latenza tra la popolazione.

Esistono onde che sfidano l’ordine prestabilito, che non si disperdono né si dissolvono, ma viaggiano intatte attraverso il tempo e lo spazio. Sono i solitoni, enigmatiche increspature dell’universo, capaci di emergere ovunque: nelle profondità degli oceani, nelle fibre ottiche, nei meccanismi più reconditi del nostro DNA. Onde ribelli che sono la chiave per comprendere fenomeni che spaziano dall’idrodinamica alla cosmologia, dall’elettromagnetismo alla biologia molecolare. Dalle prime osservazioni ottocentesche dell’ingegnere scozzese John Scott Russell fino alle moderne applicazioni nelle telecomunicazioni e nei sistemi quantistici, Auro Michele Perego esplora con finezza le connessioni sottili tra i solitoni e le leggi che regolano il divenire delle cose. Citazioni di Friedrich Schiller scandiscono il percorso, quasi a suggerire che dietro ogni equazione si nasconda un frammento di bellezza, e che tra le righe della scienza possa ancora annidarsi la meraviglia. Prefazione di Giuseppe Mussardo.

Pubblicato in inglese alla vigilia della Seconda guerra mondiale e subito proposto in traduzione, "L'evoluzione della fisica" dovette aspettare la fine del conflitto per vedere la sua pubblicazione in Italia. Da allora (1948) questo testo non ha più smesso di rappresentare un punto di riferimento obbligato per il concetto stesso di divulgazione scientifica e per la fisica in particolare. Scritto dai protagonisti assoluti della rivoluzione relativistica e quantistica, ma destinato a un pubblico di non specialisti, il libro che avete tra le mani è il testo fondativo della moderna divulgazione delle idee, la pietra di paragone di ogni altro libro di fisica, che permette di intuire la straordinaria importanza e il valore rivoluzionario della svolta della fisica del Novecento.

Nel 1905 Albert Einstein sottopose agli «Annalen der Physik» tre articoli. Il primo, che prendeva in esame l'effetto fotoelettrico servendosi della Teoria dei quanti di Max Planck, chiarì la natura della luce e gli valse il premio Nobel. Il secondo affrontava il comportamento di piccole particelle in sospensione e fornì la prova dell'esistenza degli atomi. Il terzo, in cui delineava la teoria della relatività ristretta, si rivelò essere uno dei più straordinari scritti scientifici mai apparsi. Molto semplicemente, cambiò il mondo. Dopo aver risolto con la sua Teoria della relatività ristretta alcuni tra i maggiori misteri dell'universo, nel novembre del 1915 Einstein presentò all'Accademia Prussiana delle Scienze la teoria della relatività generale, unanimemente giudicata la più alta realizzazione intellettuale di ogni tempo. Divenuto un'icona universale della scienza, Albert Einstein si pose il problema di divulgare i suoi risultati. È così che, dalla mente di uno degli uomini più geniali che siano mai esistiti, nacque "Relatività. Esposizione divulgativa, poi continuamente ritoccato in vita dal suo autore, e continuamente" ripubblicato, tradotto e studiato in tutto il mondo.

Testo basato su Principi di Fisica di Ezio Ragozzino, un’opera del 2006 rivolta agli studenti di Scienze Biologiche, Biotecnologie, Farmacia e discipline affini. Caratterizzano il testo l’uso di un linguaggio semplice ma rigoroso, l’attenzione alla gradualità nell’introduzione del formalismo matematico e l’organizzazione chiara degli argomenti. Rispetto al testo d’origine, la presentazione di alcuni concetti è stata rivisitata e sono stati inseriti esempi e applicazioni più aderenti alla realtà attuale. La trattazione della cinematica è stata riorganizzata, distinguendo in due capitoli separati il moto in una dimensione e il moto in tre dimensioni. I capitoli sono stati ridotti nella loro estensione, mantenendone l’organizzazione originale.

Il manuale nasce per venire incontro alle esigenze di chi intende partecipare ai sempre più frequenti concorsi nella P.A., per i profili tecnici, ed è stato costruito sulla base degli argomenti maggiormente richiesti nei bandi nonché tenendo conto della tipologia di quiz presenti nelle banche dati ufficiali. Il testo riporta le nozioni fondamentali della materia, soffermandosi anche sull’aspetto pratico delle applicazioni delle macchine, ed è suddiviso in due Parti: nella prima sono, inizialmente, richiamati alcuni concetti di termodinamica e, in seguito, sono descritti vari tipi di macchine a fluido; nella seconda sono trattate le macchine elettriche, nelle loro più generali applicazioni e con riferimento alla Direttiva 2006/42/CE (cd. Direttiva macchine). Arricchiscono il libro, quiz a risposta multipla riportati alla fine di ogni capitolo, utili per valutare la propria preparazione ed esercitarsi in vista delle prove d’esame. Il manuale, per le caratteristiche descritte, è particolarmente consigliato per la preparazione ai concorsi negli enti locali, nei Ministeri e nei Vigili del Fuoco, in quanto costituisce: sia un ottimo strumento di ripasso per chi già possiede consolidate basi in tale disciplina; sia un valido supporto anche per chi studia questi argomenti per la prima volta.

Quando la luce passa accanto al nucleo di un atomo può trasformarsi in particelle. La luce è "spezzettata" in piccole "quantità" che chiamiamo quanti. Quando un quanto di luce passa accanto al nucleo di un atomo può trasformarsi in una coppia di particelle, un elettrone e un positrone. E in un urto ad alta energia, in due elettroni e due positroni. Il quanto di luce è cioè virtualmente costituito di due o quattro particelle. L'energia si trasforma nella coppia elettrone/positrone e viceversa. Democrito pensava che la materia fosse composta di unità sempre più piccole, invece non esiste la particella minima e non ulteriormente divisibile. La materia è cioè divisibile fino a raggiungere non una particella ma una trasformazione dell'energia in materia. Sappiamo che ci sono cinque livelli costitutivi della materia, ovvero il livello molecolare (molecole), atomico (atomo), nucleare (nucleo), adronico (androne) e quark (insieme di quark = gluoni). E sappiamo che c'è un ordine dato dalla unificazione di tutte le forze della natura, anche se per ora non riusciamo a dimostrarlo. Gli atomi possono essere divisi in elettroni e nuclei. I nuclei possono essere divisi in protoni e neutroni. I protoni e i neutroni possono essere divisi in quark. Il fatto che i quark siano confinati dentro gli assoni - protoni e neutroni ad esempio - fa propendere per il fatto che non siano composti e siano l'ultimo tassello della materia. C'è però il rompicapo dell'elettrone che appartiene ad un'altra famiglia di corpuscoli, quella dei leptoni - leptos significa leggero, svelto - che sembrano non avere niente a che fare con gli androni e i quark. Le particelle come gli elettroni possono essere create e annichilite, possono trasmutarsi l'una nell'altra. L'elettrone è la più leggera delle particelle cariche, non può decadere in particelle più leggere perché non ve ne sono che possono portare via la sua carica. L'elettrone è cioè una particella assolutamente stabile. È puntiforme, privo di struttura interna, è una particella elementare a differenza dei protoni e dei neutroni che sono fatti di quark. La luce interagisce con gli elettroni. La disciplina che se ne occupa si chiama elettrodinamica quantistica. Energia e materia sono come porte girevoli, o facce della stessa medaglia. In questo senso il nostro pensiero può trasformare, influenzare e determinare la nostra realtà. Perché l'energia determina la materia. Siamo quello che pensiamo, la nostra materialità è esattamente la nostra energia. Sappiamo esistono quattro forze o interazioni vale a dire quella gravitazionale, quella debole (cui si deve la radioattività), quella elettromagnetica e l'interazione forte che lega i quark. Si pensa che le quattro interazioni siano manifestazioni di un'unica interazione universale. Tale possibilità è il fondamento della teoria unitaria dei campi. Siccome ogni interazione è sempre mediata da quanti - gluoni - tra le quattro forze - gravitazionale, elettromagnetica, forte e debole - le affinità sono notevoli e si ritiene che ad altissime energie debbano confluire in una unica interazione universale. A noi paiono diverse solo perché nella nostra realtà i processi fisici si verificano a energie relativamente basse e così possono sembrare diverse. La unità e loro simmetria si renderebbe manifesta soltanto ad altissime energie. Tutte le interazioni sarebbero il residuo di un mondo originariamente simmetrico dei primi nano secondi del Big bang da cui è nato l'universo. Big bang, simmetria ad altissima energia, gravitazione, raffreddamento, forze elettromagnetica, forte e debole, rottura della simmetria. I quanti decadono e rimangono i protoni, i neutroni, gli elettroni, i fotoni e i neutrini.

Questo testo fornisce agli studenti gli strumenti un valido strumento per analizzare e risolvere i problemi di Fisica in modo efficace.

L’obiettivo del volume è quello di fornire agli studenti di Architettura e di Ingegneria e una visione d’insieme degli elementi che costituiscono la Fisica Tecnica Ambientale. Le prime parti del manuale affrontano i principi fondamentali della Termodinamica e della Trasmissione del calore, in maniera chiara e intuitiva, senza far ricorso a complesse elaborazioni matematiche. Un’assoluta novità è la sezione che riguarda i criteri per la progettazione energetica degli edifici sostenibili, che fornisce agli studenti una base conoscitiva preliminare per poter gestire il progetto energetico degli edifici in coerenza con l’obiettivo della completa decarbonizzazione. A completamento del volume vengono affrontate le nozioni di base di acustica e di illuminotecnica, aggiornate in considerazione dell’evoluzione tecnologica dei componenti e dei sistemi.

Questo testo nasce con l'obiettivo di formare le basi fisico-matematiche della termodinamica e della trasmissione del calore avendo in mente come traguardo finale una delle loro principali applicazioni, la progettazione di impianti termotecnici. Pertanto, la trattazione si sviluppa sul piano teorico nelle prime due parti, di termodinamica e trasmissione del calore, per poi dedicarsi, nella terza parte, ad argomenti introduttivi di carattere applicativo in ambito termotecnico. Vengono così definiti componenti e schemi elementari di impianti, in un contesto omogeneo e coerente a quello teorico. In particolare, la prima parte espone la termodinamica in via deduttiva, mentre la parte di trasmissione del calore tende ad educare alla formalizzazione di problemi termici e ad affrontarne la soluzione, anche in via approssimata, con metodi diversi. Con riferimento alla terza parte, il testo non vuole e non può essere un manuale, ma si propone di guidare per mano il futuro ingegnere verso un corretto approccio agli impianti in naturale applicazione delle nozioni teoriche apprese.