Springer Verlag: Unitext

In questo testo, giunto alla quinta edizione, si introducono i concetti elementari per la modellistica numerica di problemi differenziali alle derivate parziali. Si considerano le classiche equazioni lineari ellittiche, paraboliche ed iperboliche, ma anche altre equazioni, quali quelle di diffusione e trasporto, di Navier-Stokes, e le leggi di conservazione, e si forniscono numerosi esempi fisici che stanno alla base di tali equazioni. Quindi si analizzano metodi di risoluzione numerica basati su elementi finiti, differenze finite, volumi finiti, metodi spettrali e metodi di decomposizione di domini. In particolare vengono discussi gli aspetti algoritmici e di implementazione al calcolatore e si forniscono diversi programmi di semplice utilizzo. Il testo non presuppone una avanzata conoscenza matematica delle equazioni alle derivate parziali: i concetti rigorosamente indispensabili al riguardo sono riportati nell'Appendice.

L'invenzione del laser ha generato una vera rivoluzione nella scienza e nella tecnologia e ha dato luogo alla nascita di una nuova disciplina chiamata fotonica. Le più importanti applicazioni della fotonica che hanno un impatto cruciale in molti ambiti della nostra vita sono le comunicazioni in fibra ottica su cui si basa il funzionamento di internet e del traffico telefonico su grandi distanze, i dischi ottici (CD, DVD, Blu-ray), la sensoristica ottica di tipo industriale e ambientale, la lavorazione dei materiali, l'illuminazione con i LED e la chirurgia. Questo volume ha come obiettivo quello di colmare un vuoto nel panorama italiano di testi universitari riguardanti la Fotonica. Lo scopo principale è quello di esporre in modo sintetico ma rigoroso i concetti che stanno alla base del funzionamento del laser e della propagazione della luce nella materia, e di descrivere i principali componenti e dispositivi ottici e optoelettronici, quali le fibre ottiche, gli amplificatori, i modulatori e i rivelatori.

Questo testo è concepito per i corsi delle facoltà di Ingegneria e di Scienze. Esso affronta tutti gli argomenti tipici della matematica numerica, spaziando dal problema di approssimare una funzione, al calcolo dei suoi zeri, delle sue derivate e del suo integrale definito fino alla risoluzione di sistemi lineari e non lineari, di equazioni differenziali ordinarie e alle derivate parziali con metodi alle differenze finite e agli elementi finiti. Un capitolo iniziale conduce lo studente a un rapido ripasso degli argomenti dell'analisi matematica di uso frequente nel volume e a una introduzione ai linguaggi MATLAB e Octave. I vari argomenti sono affrontati a livello elementare. Al fine di rendere maggiormente incisiva la presentazione e fornire un riscontro quantitativo immediato alla teoria vengono implementati in linguaggio MATLAB e Octave tutti gli algoritmi che via via si introducono. Vengono inoltre proposti numerosi esercizi, tutti risolti per esteso, ed esempi, anche con riferimento a specifiche applicazioni.

La progettazione dei sistemi fognari e dei manufatti in essi presenti richiede un'attenta conoscenza delle leggi che regolano i fenomeni idraulici, con particolare riferimento alle correnti idriche a superficie libera. Partendo dalle nozioni fondamentali dell'Idraulica, il testo intende colmare alcune importanti lacune che ancora caratterizzano la letteratura italiana nel settore e che spesso sono alla base di errori progettuali, con ovvie conseguenze sulla sicurezza dei centri abitati (come testimoniato dai frequenti fenomeni di allagamento che sono stati registrati negli ultimi anni). Il libro è rivolto agli allievi dei corsi di studio nel settore dell'ingegneria Civile ed Ambientale. Particolare interesse è rivolto ai professionisti operanti nel settore della ingegneria idraulica e della pianificazione urbana, per i quali è forte l'esigenza di testi che contengano indicazioni di carattere sia teorico sia pratico,finalizzate alla progettazione di sistemi di drenaggio nei centri abitati.

Il testo fornisce le conoscenze necessarie per affrontare, con un approccio quantitativo, i molteplici aspetti connessi al flusso delle risorse idriche sotterranee (acque di falda) e alla propagazione e bonifica di contaminanti nei sistemi acquiferi. Vengono illustrate le proprietà fondamentali che definiscono la capacità di immagazzinamento, trasporto e rilascio dell'acqua negli acquiferi, e successivamente, descritte le metodiche per la determinazione di tali parametri tramite l'esecuzione e l'interpretazione di prove di falda, di pozzo e di laboratorio. A partire dalla classificazione chimico fisica-tossicologica dei contaminanti vengono, quindi, analizzati i meccanismi di propagazione e illustrate le soluzioni analitiche dell'equazione del trasporto di massa nei mezzi porosi. L'ultima parte del testo è dedicata alla caratterizzazione e bonifica degli acquiferi contaminati. Il testo è rivolto sia agli studenti universitari, sia ai professionisti che debbano affrontare con un approccio quantitativo tali problematiche.

In passato, l'arte della "scrittura nascosta" (meglio nota come crittografia) era per lo più riferita ad un insieme di metodi per nascondere il contenuto di un dato messaggio agli occhi di lettori non autorizzati. Oggi, l'evoluzione dei sistemi digitali ha generato nuovi scenari di comunicazione, richiedendo ai moderni crittografi di progettare crittosistemi che soddisfino requisiti di sicurezza complessi, ben oltre il requisito base di confidenzialità ottenibile attraverso la "scrittura nascosta". Tuttavia, l'analisi di sicurezza di questi schemi crittografici (fino ai primi anni '80) era soprattutto guidata dall'intuito e dall'esperienza. Nuovi schemi venivano ideati e, dopo qualche tempo, inevitabilmente, un nuovo attacco alla sicurezza veniva scoperto. Il paradigma della "sicurezza dimostrabile" ha trasformato la crittografia da arte a scienza, introducendo un paradigma formale per l'analisi di sicurezza dei crittosistemi: in questo modo è possibile fornire una dimostrazione matematica che un dato sistema è sicuro rispetto ad una classe generale di attaccanti. Tanto più vasta e vicina alla realtà è questa classe, tanto più forti sono le garanzie offerte dal crittosistema analizzato. Il libro ha lo scopo di guidare lo studente (oppure il giovane ricercatore) nel mondo crittografico, in modo che acquisisca le metodologie di base, preparandosi alla ricerca nell'area.

La finanza matematica ha visto un notevole sviluppo in tempi recenti, soprattutto per l'introduzione di strumenti finanziari atti a contenere il rischio nelle operazioni di mercato. Lo studio delle problematiche legate a tali strumenti richiede tecniche matematiche talvolta sofisticate e la maggior parte di queste tecniche sono legate alla teoria della Probabilità. Gli ambienti finanziari sono quindi divenuti uno sbocco professionale non solo per gli economisti, ma anche per i matematici ed in generale per i laureati delle discipline tecnico-scientifiche. Il presente libro è inteso come testo e nasce dall'esperienza d'insegnamento degli autori.

La geometria frattale permette di caratterizzare le strutture complesse e irregolari che godono della proprietà di invarianza di scala. Introdotta da Mandelbrot nel 1975, spiega in modo convincente che la natura ci pone di fronte a molti esempi di strutture complesse che godono di proprietà peculiari. Il volume nasce dall'esperienza didattica sviluppata dall'autore in oltre un decennio di insegnamento di Istituzioni di Fisica Superiore presso l'Università di Pavia e intende colmare la lacuna nel panorama italiano di testi didattici su tematiche frattali. Parte dalla definizione di oggetti e di funzioni frattali, introducendo la dimensione "non intera" e la "codimensione" di un insieme, di una figura geometrica e la sua estensione a una funzione matematica irregolare. Segue l'introduzione dei frattali stocastici che tengono conto della natura parzialmente caotica dei fenomeni fisici. Di particolare rilevanza un capitolo che compendia la trattazione di fenomeni caotici e introduce gli attrattori strani di Edward Lorenz. Infine si affronta l'applicazione dei concetti frattali alla fisica cosmica, all'econofisica e alla descrizione dell'inquinamento prodotto da due disastri ambientali: l'incidente chimico di Seveso e quello nucleare di Chernobyl. Il carattere propedeutico del volume si presta agevolmente a un apprendimento autonomo individuale.