Springer Verlag: Unitext

Le applicazioni tecnologiche innovative (nanotecnologie, microfluidica, sviluppo di processi chimici ecosostenibili, bioingegneria e formulazione di farmaci innovativi) richiedono sempre più un'adeguata conoscenza dei processi fisici a livello microscopico e del comportamento termico e strutturale di materiali avanzati. La conoscenza dei principi di base della meccanica statistica, che fornisce una giustificazione microscopica della termodinamica e della termofiuidica, diviene quindi sempre più rilevante nella formazione educativa anche in settori tradizionali dell'ingegneria chimica, fisica, nucleare e dei materiali. Questo volume si pone come obiettivo di colmare un gap di disponibilità sul mercato italiano di testi di livello intermedio su queste tematiche. I contenuti si rivolgono all'analisi di problematiche fisiche di interesse per la scienza dei materiali, quali lo studio del comportamento e dei processi di separazione di fase, lo stato liquido e vetroso, i plasmi, i sistemi magnetici, il comportamento quantistico di gas a bassa temperatura, la superfluidità. Il testo, che si rivolge in primo luogo agli studenti del corso di Laurea Magistrale in Ingegneria, può costituire un valido ausilio come testo introduttivo alla meccanica statistica anche per gli studenti dei corsi di laurea in Fisica, Chimica e Scienza dei Materiali.

In questo libro di testo vengono descritti e analizzati gli algoritmi più significativi per la soluzione di problemi di ottimizzazione non vincolata e di sistemi di equazioni non lineari. Particolare attenzione è rivolta allo studio della convergenza globale e delle tecniche di globalizzazione che costituiscono uno dei maggiori contributi dell'ottimizzazione al calcolo numerico. Nel volume vengono considerati sia gli algoritmi più noti che quelli proposti recentemente nella letteratura specialistica e che non sono usualmente inclusi nei libri a carattere introduttivo sui metodi di ottimizzazione. La stesura del testo è tale da renderlo adatto sia a un lettore che intenda acquisire una preparazione di base sui metodi di ottimizzazione non vincolata, sia a un lettore che abbia già competenze generali sulle tecniche di ottimizzazione e voglia approfondire specifici argomenti. Il libro è corredato da varie appendici finalizzate a rendere la trattazione il più possibile autocontenuta.

La razionalizzazione delle scienze ha avuto un grande impulso con l'avvento e il consolidarsi dei concetti dell'analisi dimensionale, accanto alla quale si è sviluppata la modellistica fisica. Al tempo in cui gli elaboratori non erano disponibili o non erano accessibili, la modellistica fisica rimaneva l'unico strumento per affrontare e risolvere numerosi problemi di ingegneria; non a caso la maggior parte delle pubblicazioni scientifiche nel settore è riconducibile a quel periodo. Anche oggi i modelli fisici hanno un ruolo insostituibile nella progettazione di molte opere, nonostante i costi e i tempi di lavorazione spesso elevati, ma ampiamente compensati dall'utilità dei risultati ottenuti. Tale scelta trova riscontro nelle normative nazionali e internazionali per la realizzazione di opere di particolare complessità e impegno economico quali, ad esempio, le opere marittime o le opere di ingegneria strutturale; già da molti decenni, in alcuni codici esteri, i modelli fisici possono sostituire i modelli analitici. Questo testo è stato concepito per gli studenti e per i ricercatori impegnati nello studio di modelli concettuali e analitici, oltre che nella realizzazione di modelli fisici, e si sviluppa su basi teoriche ma con numerosi esempi applicativi. I settori di interesse sono quelli dell'idraulica, della scienza e tecnica delle costruzioni, della geotecnica e della fisica tecnica, con brevi note per lo studio di sistemi complessi.

A partire dagli studi sulla prospettiva degli artisti del Rinascimento, la geometria proiettiva si è sviluppata nei secoli successivi come disciplina autonoma che, oltre ad essere alla base della geometria algebrica classica, trova applicazioni in numerosi settori, dall'ingegneria alla computer vision, dall'architettura alla crittografia. La prima parte di questo testo contiene richiami, sintetici ma rigorosi, delle nozioni fondamentali di geometria proiettiva, in un linguaggio semplice e moderno. Ciò offre al lettore una rapida visione d'insieme della materia trattata e lo introduce alle tecniche e alle notazioni successivamente adoperate. Nella seconda parte sono presentati più di 200 problemi risolti, per molti dei quali si propongono più soluzioni alternative. Il livello di difficoltà è variabile: si spazia da esercizi di carattere calcolativo a problemi più impegnativi di carattere teorico, fino a veri e propri teoremi con dimostrazione guidata. La struttura del testo consente al lettore di utilizzare la risoluzione degli esercizi per impadronirsi delle nozioni e delle tecniche di base e per progredire nella conoscenza della materia fino allo studio di alcuni risultati classici.

Questo testo è adatto per una prima esposizione della teoria delle funzioni di singola variabile complessa. Si rivolge a studenti di Fisica, Matematica e Ingegneria che abbiano acquisito le nozioni fondamentali dell'Analisi Matematica reale. L'esigenza di questa pubblicazione nasce dall'idea di effettuare una selezione di argomenti, ritenuti fondamentali, la cui esposizione risulti sistematica e autoconsistente in circa 60 ore di lezione mantenendo, al tempo stesso, il rigore matematico volto a favorire la maturazione scientifica dello studente e prepararlo alla lettura di testi avanzati. A corredo della trattazione teorica, vengono proposti oltre 200 esercizi tutti forniti di soluzione dettagliata. Il loro svolgimento costituisce una parte imprescindibile per l'acquisizione della materia.

L'opera fornisce una trattazione chiara, agile ed essenziale, ma completa, del rumore elettrico, argomento considerato generalmente oscuro e specialistico. Il contenuto copre gli aspetti essenziali della matematica e della fisica del rumore, e della sua rappresentazione nei circuiti. Discute quindi il rumore nei dispositivi passivi e attivi, e introduce i criteri di progettazione a basso rumore. Affronta infine brevemente questioni quali l'estrazione del segnale dal rumore e gli impieghi utili del rumore. L'attenzione è generalmente rivolta alla strumentazione fisica a bassa frequenza, in relazione alla pluridecennale esperienza specifica dell'autore. Si tratta di una estensione delle dispense, utilizzate per anni, di un corso universitario. Pertanto la trattazione è fortemente didattica, con particolare attenzione a rimuovere ambiguità e incertezze, discutendo il materiale in termini fisici intuitivi, presentando esempi esplicativi e proponendo esercizi.

Il testo raccoglie esercizi e complementi per il corso di Metodi matematici per la fìsica, con richiami e approfondimenti di teoria. Vengono proposti numerosi esempi relativi agli operatori lineari in spazi vettoriali finito-dimensionali (matrici), con applicazioni alla Meccanica quantistica. Si introducono le serie di Fourier e le trasformate integrali. Una parte rilevante è riservata alla derivazione e alla soluzione di alcune equazioni differenziali alle derivate parziali (PDE) di interesse per la Fisica matematica, e di alcune classi di equazioni integrali, con esempi di applicazione della funzione di Green. Sebbene il testo prediliga le soluzioni analitiche, alcuni problemi proposti danno l'opportunità di introdurre metodi numerici di rilevanza generale.

Il libro tratta dei fondamenti teorici della scienza delle costruzioni, partendo dalle origini della teoria moderna dell'elasticità. La situazione italiana viene inquadrata in quella europea, esaminando e commentando gli studiosi che hanno avuto un ruolo essenziale per gli sviluppi della meccanica dei corpi continui e delle strutture e delle tecniche di calcolo grafico. Esso è diretto a tutti quei laureati in ingegneria, ma anche in architettura, che vogliano avere una visione più globale e critica della disciplina che hanno studiato per anni. È poi diretto naturalmente agli studiosi di storia della meccanica di qualunque formazione.

Si tratta di un testo avanzato suddiviso in due parti. La prima fornisce strumenti dell'algebra lineare nel caso finito-dimensionale pensato con una prospettiva infinito-dimensionale. La seconda tratta di equazioni/sistemi differenziali ordinari, con particolare enfasi sulla stabilità dei punti di equilibrio e delle orbite periodiche. Non mancano applicazioni alle equazioni alle derivate parziali. La prima parte può essere utilizzata autonomamente, mentre la seconda dipende in parte dai risultati esposti nella prima.

La matematica numerica è una disciplina che si sviluppa in simbiosi con il calcolatore; essa fa uso di linguaggi di programmazione che consentono di tradurre gli algoritmi in programmi eseguibili. Questo testo si propone di aiutare lo studente nella transizione fra i concetti teorici e metodologici della matematica numerica e la loro implementazione al computer. A questo scopo vengono proposti esercizi teorici da risolvere "con carta e penna", atti a far comprendere meglio al lettore la teoria, e laboratori, in cui per un dato problema si debbono scegliere gli algoritmi più adatti, realizzare un programma in linguaggio MATLAB per la loro implementazione, rappresentare graficamente i risultati ottenuti dal calcolatore, infine interpretarli e analizzarli alla luce della teoria.

Questo testo nasce dall'esigenza di offrire un'introduzione alle equazioni a derivate parziali strutturata in modo da abituare il lettore ad una sinergia di metodologie teoriche e modellistiche nell'affrontare un dato problema. Il volume è diviso in due parti. La prima ha un carattere elementare ed affronta, sia dal punto di vista teorico che applicativo, aspetti fenomenologici e modellistici, idealmente raggruppati nelle tre macro aree: diffusione, leggi di conservazione, onde e vibrazioni. La seconda parte è dedicata all'analisi di problemi lineari e allo loro formulazione variazionale o debole. Si sviluppano i metodi di analisi funzionale negli spazi di Hilbert, fondamento teorico dei metodi numerici di approssimazione del tipo Galerkin e in particolare degli elementi finiti.

Un testo moderno e autosufficiente, specificatamente progettato per i corsi semestrali della Laurea Magistrale in Fisica, e accessibile a studenti di indirizzi diversi. Si parte dalle nozioni di base della relatività generale dallo sviluppo della teoria gravitazionale classica fino a discutere temi di forte interesse attuale, come la fenomenologia delle onde gravitazionali, l'interazione gravitazionale dei campi spinoriali e l'estensione supersimmetrica delle equazioni di Einstein. Il volume contiene le principali informazioni sulla teoria della gravitazione.