Corso di laurea: Ingegneria Civile, Ambientale e Gestionale Programmazione per l'A.A. 2021/2022

Elettrostatica

Carica elettrica: proprietà. Conduttori e isolanti. Legge di Coulomb. Campo elettrico di una carica puntiforme. Campo elettrico di distribuzioni di carica. Flusso del campo elettrico e legge di Gauss. Conduttori in equilibrio elettrostatico. Potenziale elettrico ed energia potenziale. Potenziale ed energia potenziale di distribuzioni discrete e continue di cariche. Conduttori carichi: campo e potenziale. Condensatori. Energia e densità di energia del campo elettrico. Dielettrici. Polarizzazione dei dielettrici. Condensatori con dielettrico.

Corrente elettrica stazionaria

Intensità e densità di corrente. Modello classico della conduzione. Resistenza e legge di Ohm. Resistenza, resistività e dipendenza dalla temperatura. Energia e potenza elettrica. Forza elettromotrice. Leggi di Kirchhoff. Circuito RC.

Magnetismo

Linee di forza del campo magnetico. Forza di Lorentz. Moto di particelle cariche in un campo magnetico. Forze su conduttori percorsi da corrente. Momento meccanico su circuiti piani. Campo magnetico generato da correnti stazionarie. Legge di Ampere. Proprietà magnetiche della materia.

Induzione elettromagnetica.

Forza elettromotrice indotta. Legge di Faraday e di Lenz. Alternatore. Auto e mutua induzione. Circuti RL. Energia e densità di energia del campo magnetico.

Fenomeni ondulatori

Descrizione di un’onda. Equazione differenziale delle onde piane. Onde trasversali e longitudinali. Onde meccaniche. Onde acustiche. Intensità di un’onda acustica. Onde elettromagnetiche. Spettro delle onde elettromagnetiche. Intensità delle onde elettromagnetiche.

Ottica geometrica

Velocità della luce e metodi di misura. Leggi della riflessione e rifrazione. Riflessione totale.

1) P.Mazzoldi, M.Nigro,C.Voci–Elementi di Fisica-Elettromagnetismo e onde- EdiSES

2) D. Halliday, R. Resnick e K. Krane - Fisica 2 - Casa Editrice Ambrosiana

CONTENUTI DEL CORSO

1.Elementi di geodesia.Superfici di riferimento: geoide, sferoide, ellissoide. Sistemi di coordinate: cartesiane, geocentriche e geodetiche ellissoidiche. Datum geodetico. Trasformazioni di datum e di sistema di riferimento.I datum geodetici e i sistemi di riferimento globali, continentali e nazionali. Geodesia operativa: campo geodetico, teorema di Legendre, coordinate geodetiche polari e rettangolari, triangolazioni geodetiche. Campo topografico: sviluppi di Puiseux-Weingarten per la definizione del campo topografico.

2.Elementi di cartografia e fotogrammetria.Nozioni generali di cartografia. Moduli di deformazione e classificazione delle carte. Cartografia disegnata e numerica. Caratteristiche geometriche e parametri della carta di Gauss. La cartografia ufficiale Italiana I.G.M.I. Le Carte Tecniche Regionali. Le carte tecniche a grande scala. Le carte tematiche. La rete dei vertici trigonometrici di vario ordine e la rete della livellazione fondamentale dell’I.G.M.I. La rete dei vertici IGM95. Il nuovo sistema di riferimento nazionale e la Rete Dinamica Nazionale (RDN). La cartografia catastale. Metodi di produzione cartografica. La formazione delle ortofotocarte e dei modelli digitali del terreno (DTM).Le immagini satellitari (cenni). I Sistemi Informativi Territoriali (cenni).

3. Elementi di teoria degli errori.Origine delle dispersioni delle misure. Variabile statistica ad una o più dimensioni. Variabile casuale discontinua e continua. Le misure dirette come variabili casuali continue da una popolazione di misure possibili. La distribuzione normale Gaussiana. Il principio dei minimi quadrati. Stima della media, della varianza e della varianza della media. Legge di propagazione delle varianze nel caso di una grandezza funzione lineare o qualsiasi di altre grandezze direttamente misurabili. Misure indirette. Stima di media e varianza nel caso di misure indirette. Misure indirette di più grandezze con equazioni esuberanti di tipo lineare e non lineare.

4.Strumenti topografici e metodi di misura.Le grandezze oggetto delle misure. Richiami di ottica geometrica. Il cannocchiale topografico. I prismi ottici. Struttura del teodolite. Messa in stazione del teodolite. Condizioni di rettifica e di messa in stazione e relativi errori residui. Errori sistematici nella misura degli angoli. Regola di Bessel. Misura degli angoli azimutali e zenitali. Misura diretta delle distanze. I distanziometri elettro-ottici. La riduzione della distanza all’orizzonte e alla superficie di riferimento. Gli errori sistematici nei distanziometri e le precisioni conseguibili. Misura dei dislivelli. Il livello. Condizione di uso e rettifica del livello. La livellazione geometrica semplice e composta. La livellazione trigonometrica. Le stazioni elettroniche totali. Il laser scanner.

5.Metodi del rilievo topografico.L’impostazione del rilievo topografico: rete di inquadramento, raffittimento e dettaglio. La progettazione del rilievo in funzione dello scopo e delle tolleranze fissate. Il rilievo planimetrico. La triangolazione tecnica. Le Poligonali (vincolate, chiuse). Applicazioni di compensazione rigorosa ed empirica. Intersezioni semplici a sole misure angolari. Integrazione con misure lineari. Il rilievo di dettaglio. Il rilievo altimetrico. Le linee di livellazione per la determinazione dei dislivelli fra i punti del terreno. Le livellazioni chiuse. Precisioni conseguibili ed applicazioni con metodi di compensazione rigorosa.

6.Il posizionamento satellitare.Principi del posizionamento satellitare. Il GNSS (Global Navigation Satellite System) e l'organizzazione dei sistemi GPS, GLONASS, GALILEO. Misura di pseudorange e misura di fase. Errori del sistema G.P.S. ed equazioni di osservazione. Tecniche di posizionamento. Il posizionamento assoluto, relativo e differenziale. Reti di stazioni permanenti e servizi erogati.

7.Dati a riferimento spaziale .Struttura dei dati a riferimento spaziale, hardware e software per la gestione dei dati spaziali, esempi di dati a riferimento spaziale per il monitoraggio ambientale.

8.Principi del remote sensing .Principi fisici del remote sensing, Sensori attivi e passivi utilizzati nel remote sensing, esempi applicativi del remote sensing per il monitoraggio ambientale.

1. Barzaghi R., Pinto L.,Elementi di topografia e trattamento delle osservazioni. Città Studi edizioni, 2014.

2. Bezoari G., Monti C., Selvini A.,Topografia generale con elementi di geodesia. UTET, Torino 2002.

3.Alberto Cina GPS : princìpi, modalità e tecniche di posizionamento .

4. Brivio P.A., Lechi G., Zilioli E.: Principi e metodi di telerilevamento. Citta' Studi Edizioni, 2006.

5. Canty M.J.: Image Analysis, Classification and Change Detection in Remote Sensing: With Algorithms for Python (4th ed), CRC Press, 2019.

6. Burrough P.A. & McDonnell R.A.: Principles of Geographical Information Systems, Oxford University Press, 2015.