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Modulo 1. Geofisica 

1.1. Introduzione  

1.1.1. La fisica della Terra 
1.1.2. Concetto e sviluppi della Geofisica 
1.1.3. Caratteristiche della Geofisica 
1.1.4. Discipline e campi di studio 
1.1.5. Sistemi di coordinate  

1.2.  Gravità e forma della Terra 

1.2.1. Dimensioni e forma della Terra 
1.2.2. Rotazione della Terra 
1.2.3. Equazione di Laplace 
1.2.4. Figura della Terra 
1.2.5. Il geoide e l'ellissoide a gravità normale 

1.3. Misure e anomalie della gravità 

1.3.1. Anomalia dell'aria libera
1.3.2. Anomalia di Bouguer 
1.3.3. Isostasia 
1.3.4. Interpretazione delle anomalie locali e regionali  

1.4.  Geomagnetismo 

1.4.1. Fonti del campo magnetico terrestre 
1.4.2. Campi prodotti da dipoli 
1.4.3. Componenti del campo magnetico terrestre 
1.4.4. Analisi armonica: separazione dei campi sorgente interni ed esterni 

1.5. Campo magnetico interno della Terra 

1.5.1. Campo dipolare 
1.5.2. Poli geomagnetici e coordinate geomagnetiche 
1.5.3. Campo non dipolare 
1.5.4. Campo geomagnetico internazionale di riferimento 
1.5.5. Variazione temporale del campo interno 
1.5.6. Origine del campo interno 

1.6. Paleomagnetismo 

1.6.1. Proprietà magnetiche delle rocce 
1.6.2. Magnetizzazione residua 
1.6.3. Poli geomagnetici virtuali 
1.6.4. Poli paleomagnetici 
1.6.5. Curve di deriva polare apparente 
1.6.6. Paleomagnetismo e deriva dei continenti 
1.6.7. Inversioni del campo geomagnetico 
1.6.8. Anomalie magnetiche marine  

1.7. Campo magnetico esterno 

1.7.1. Origine del campo magnetico esterno 
1.7.2.  Struttura della magnetosfera 
1.7.3. Ionosfera 
1.7.4. Variazioni del campo esterno: variazione diurna, tempeste magnetiche 
1.7.5. Le aurore polari 

1.8. Generazione e propagazione delle onde sismiche 

1.8.1. Meccanica di un mezzo elastico: parametri elastici della Terra 
1.8.2. Onde sismiche: onde interne e di superficie 
1.8.3. Riflessione e rifrazione delle onde interne 
1.8.4 Traiettorie e tempi di percorrenza: dromocrone 

1.9. Struttura interna della Terra 

1.9.1. Variazione radiale delle velocità delle onde sismiche 
1.9.2. Modelli terrestri di riferimento  
1.9.3. Stratificazione fisica e compositiva della Terra 
1.9.4. Densità, gravità e pressione all'interno della Terra 
1.9.5. Tomografia sismica 

1.10. Terremoti 

1.10.1. Luogo e ora di origine 
1.10.2. La sismicità globale in relazione alla tettonica delle placche 
1.10.3. Dimensione di un terremoto: intensità, magnitudo, energia 
1.10.4. Legge di Gutenberg-Richter 

Modulo 2. Fisica dei Materiali 

2.1. Scienza dei materiali e stato solido 

2.1.1. Campo di studio della scienza dei materiali 
2.1.2. Classificazione dei materiali in base al tipo di legame 
2.1.3. Classificazione dei materiali in base alle loro applicazioni tecnologiche 
2.1.4. Relazione tra struttura, proprietà e lavorazione 

2.2. Strutture cristalline 

2.2.1. Ordine e disordine: concetti di base 
2.2.2. Cristallografia: concetti fondamentali 
2.2.3. Revisione delle strutture cristalline di base: strutture metalliche e ioniche semplici 
2.2.4. Strutture cristalline più complesse (ioniche e covalenti) 
2.2.5. Struttura dei polimeri 

2.3. Difetti nelle strutture cristalline 

2.3.1. Classificazione delle imperfezioni 
2.3.2. Imperfezioni strutturali 
2.3.3. Difetti puntuali 
2.3.4. Altre imperfezioni 
2.3.5. Dislocazioni 
2.3.6. Difetti interfacciali 
2.3.7. Difetti estesi 
2.3.8. Imperfezioni chimiche 
2.3.9. Soluzioni solide sostitutive 
2.3.10. Soluzioni solide interstiziali 

2.4. Diagrammi di fase  

2.4.1. Concetti fondamentali  

2.4.1.1. Limite di solubilità ed equilibrio di fase 
2.4.1.2. Interpretazione e uso dei diagrammi di fase: regola delle fasi di Gibbs 

2.4.2. Diagramma di fase a 1 componente 
2.4.3. Diagramma di fase a 2 componenti  

2.4.3.1. Solubilità totale allo stato solido 
2.4.3.2. Insolubilità totale allo stato solido 
2.4.3.3. Solubilità parziale allo stato solido 

2.4.4. Diagramma di fase a 3 componenti 

2.5. Proprietà meccaniche 

2.5.1. Deformazione elastica 
2.5.2. Deformazione plastica 
2.5.3. Test meccanici 
2.5.4. Frattura 
2.5.5. Fatica 
2.5.6. Fluidità 

2.6. Proprietà elettriche 

2.6.1. Introduzione 
2.6.2. Conducibilità. Conduttori 
2.6.3. Semiconduttori 
2.6.4. Polimeri 
2.6.5. Caratterizzazione elettrica 
2.6.6. Isolanti 
2.6.7. Transizione conduttore-isolante  
2.6.8. Dielettrici 
2.6.9. Fenomeni dielettrici 
2.6.10. Caratterizzazione dielettrica 
2.6.11. Materiali di interesse tecnologico 

2.7. Proprietà magnetiche I 

2.7.1. Origine del magnetismo 
2.7.2. Materiali con momento di dipolo magnetico 
2.7.3. Tipi di magnetismo 
2.7.4. Campo locale 
2.7.5. Diamagnetismo 
2.7.6. Paramagnetismo 
2.7.7. Ferromagnetismo 
2.7.8. Antiferromagnetismo 
2.7.9. Ferrimagnetismo 

2.8. Proprietà magnetiche II 

2.8.1. Domini 
2.8.2. Isteresi 
2.8.3. Magnetostrizione 
2.8.4. Materiali di interesse tecnologico: materiali magneticamente morbidi e duri 
2.8.5. Caratterizzazione dei materiali magnetici 

2.9. Proprietà termiche 

2.9.1. Introduzione
2.9.2. Capacità termica 
2.9.3. Conducibilità termica 
2.9.4. Espansione e contrazione 
2.9.5. Fenomeni termoelettrici 
2.9.6. Effetto magnetocalorico 
2.9.7. Caratterizzazione delle proprietà termiche

2.10. Proprietà ottiche: luce e materia 

2.10.1. Assorbimento e riemissione 
2.10.2. Fonte di luce 
2.10.3. Conversione dell'energia 
2.10.4. Caratterizzazione ottica 
2.10.5. Tecniche di microscopia 
2.10.6. Nanostrutture 

Modulo 3. Meccanica dei fluidi 

3.1. Introduzione alla fisica dei fluidi 

3.1.1. Condizione di non scivolamento 
3.1.2. Classificazione dei flussi 
3.1.3. Sistema di controllo e volume di controllo 
3.1.4. Proprietà dei fluidi 

3.1.4.1. Densità 
3.1.4.2. Peso specifico 
3.1.4.3. Pressione di vapore 
3.1.4.4. Cavitazione 
3.1.4.5. Calore specifico 
3.1.4.6. Compressibilità 
3.1.4.7. Velocità del suono 
3.1.4.8. Viscosità 
3.1.4.9. Tensione superficiale 

3.2. Statica e cinematica dei fluidi 

3.2.1. Pressione 
3.2.2. Dispositivi di misurazione della pressione 
3.2.3. Forze idrostatiche su superfici sommerse 
3.2.4. Galleggiamento, stabilità e moto di solidi rigidi 
3.2.5. Descrizioni lagrangiane ed euleriane 
3.2.6. Modelli di flusso 
3.2.7. Tensori cinematici 
3.2.8. Vorticità 
3.2.9. Rotazionalità 
3.2.10. Teorema del trasporto di Reynolds 

3.3. Equazioni di Bernoulli e dell'energia 

3.3.1. Conservazione della massa 
3.3.2. Energia meccanica ed efficienza 
3.3.3. Equazione di Bernoulli 
3.3.4. Equazione energetica generale 
3.3.5. Analisi energetica del flusso stazionario 

3.4. Analisi dei fluidi  

3.4.1. Equazioni di conservazione della quantità di moto lineare 
3.4.2. Equazioni di conservazione del momento angolare 
3.4.3. Omogeneità dimensionale 
3.4.4. Metodo di ripetizione delle variabili 
3.4.5. Teorema del Pi greco di Buckingham 

3.5. Flusso nei tubi 

3.5.1. Flusso laminare e turbolento 
3.5.2. Regione di ingresso 
3.5.3. Perdite minori 
3.5.4. Reti 

3.6. Analisi differenziale ed equazioni di Navier-Stokes 

3.6.1. Conservazione della massa 
3.6.2. Funzione attuale 
3.6.3. Equazione di Cauchy 
3.6.4. Equazione di Navier-Stokes 
3.6.5. Equazioni del moto di Navier-Stokes senza dimensione 
3.6.6. Flusso di Stokes 
3.6.7. Flusso invisibile 
3.6.8. Flusso irrazionale 
3.6.9. Teoria dello strato limite. Equazione di Clausius 

3.7. Flusso esterno 

3.7.1. Trascinamento e portanza 
3.7.2. Attrito e pressione 
3.7.3. Coefficienti 
3.7.4. Cilindri e sfere  
3.7.5. Profili aerodinamici 

3.8. Flusso comprimibile 

3.8.1. Proprietà di ristagno 
3.8.2. Flusso isentropico monodimensionale 
3.8.3. Ugelli 
3.8.4. Onde d’urto 
3.8.5. Onde di espansione 
3.8.6. Flusso di Rayleigh 
3.8.7. Flusso di Fanno 

3.9. Flusso del canale aperto 

3.9.1. Classificazione 
3.9.2. Numero di Froude 
3.9.3. Velocità dell'onda 
3.9.4. Flusso uniforme 
3.9.5. Flusso gradualmente variabile 
3.9.6. Flusso rapidamente variabile 
3.9.7. Salto idraulico 

3.10. Fluidi non newtoniani 

3.10.1. Flussi standard 
3.10.2. Funzioni del materiale 
3.10.3. Esperimenti 
3.10.4. Modello di fluido newtoniano generalizzato 
3.10.5. Modello generalizzato lineare di fluido viscoelastico 
3.10.6. Equazioni costitutive avanzate e geometria 

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