Il corso si propone di fornire conoscenze approfondite riguardanti le principali metodologie sperimentali di indagine fisica nell’ambito della struttura della materia, e delle moderne strumentazioni di misura. Illustrare i principi di funzionamento e le caratteristiche di sensori e trasduttori, oltre a nozioni operative sulla strumentazione di misura e sui sistemi di acquisizione dati e di controllo. In particolare, saranno organizzate le seguenti attività formative: acquisizione, trattamento e conversione di segnali; digitalizzazione dei dati (DAC/ACD), riduzione del rumore e lock-in; misura della temperatura e criogenia; tecniche di vuoto, tecniche di base in spettroscopia; fondamenti sulla microscopia e spettroscopia sub-diffrattiva: STED, PALM, STORM micro-movimentazione e posizionamento, piezo-dispositivi; Le attività di laboratorio prevedono inoltre l’utilizzazione/organizzazione delle seguenti esperienze: diffrazione di raggi X da polveri, misure di coerenza tramite interferometria, determinazione delle caratteristiche dei sistemi da vuoto, gestione di servomotori e trasduttori tramite schede Raspberry/Arduino.
Prerequisiti
Conoscenze di base di fisica e laboratorio, capacità di utilizzo degli strumenti di calcolo informatico, competenze sul trattamento dei dati sperimentali.
Metodi didattici
Lezioni frontali ed esercitazioni in laboratorio, svolte in piccoli gruppi.
Verifica Apprendimento
Presentazione di un relazione su esperienze di laboratorio e discussione su argomenti del corso non trattati nella relazione. Nella valutazione del colloquio orale si tiene conto della correttezza dei contenuti, della chiarezza argomentativa e delle capacità di analisi critica e di rielaborazione.
Testi
Joshua M. Pearce Do it yourself, Open-source hardware Research Publisher: Elsevier
Appunti forniti dal docente
Contenuti
Panorama dei principi operativi e delle caratteristiche di sensori e trasduttori, nozioni sui sistemi di acquisizione e controllo dei dati. In particolare: acquisizione, trattamento e conversione dei segnali, digitalizzazione dei dati (DAC / ACD), riduzione del rumore e tecnica di blocco, misurazione della temperatura e criogenia, tecniche del vuoto, tecniche di base in spettroscopia e strumentazione correlata. Introduzione alla microscopia e spettroscopia sub-diffrazione: STED, PALM, STORM. Note sulle tecniche NMR. Micro-movimento e posizionamento, dispositivi piezoelettrici. Utilizzo di sistemi di acquisizione dati (DAQ card) e relativi software per il controllo automatico degli strumenti di misura in laboratorio.