Fisica

La nuova edizione è stata ampliata, rivista e aggiornata in base agli attuali studi scientifici. Novità: nella prima parte, il cap. 1 descrive le recenti teorie sull'origine della vita cellulare e il nuovo. Cap. 2 analizza gli organismi viventi. Nella seconda parte, la trattazione sulla membrana plasmatica è stata ampliata e ripartita in due capitoli che riguardano il transito dei composti (Cap. 11) e la segnalazione cellulare (Cap. 12). Nella Terza parte, il Cap. 22 include il nuovo paragrafo sulla regolazione della traduzione negli eucarioti e il nuovo Cap. 24 analizza il controllo di qualità delle proteine. Nella Quarta parte, il Cap. 31 è dedicato alla cellula tumorale. Sono presenti Domande di ricapitolazione alla fine di ogni capitolo. Molti contenuti del libro sono disponibili online grazie ai codici QR evidenziati lungo il testo.

Che cos'è la luce? Questa domanda, che già si ponevano gli antichi filosofi greci, ha attraversato pressoché immutata la storia fino ai nostri giorni, trovando una risposta definitiva solo in tempi relativamente recenti. La scoperta della sua reale natura ha portato alla comprensione dei numerosi fenomeni luminosi di cui siamo quotidianamente spettatori e, al contempo, allo sviluppo di altrettanto numerose applicazioni in campo tecnologico. Tutto questo è descritto in termini semplici ma rigorosi in "Fiat lux". Il testo - rivolto soprattutto a studenti e insegnanti ma anche a coloro che provano interesse per la divulgazione scientifica - è suddiviso in quattro sezioni che trattano i diversi aspetti della radiazione luminosa. La prima parte del testo è dedicata alla descrizione della luce come fenomeno fisico. Si procede attraverso un approccio storico che, partendo dall'infuocato dibattito sulla sua vera natura (onda o particella?) prosegue con il racconto dei vari tentativi fatti per determinarne la velocità e le vicende legate alla scoperta della sua origine atomica. Nella seconda parte del libro si analizzano i comportamenti della luce nell'interazione con la materia.

Ci sono molte cose sconcertanti nell’Universo. E se potessimo comprendere meglio le leggi fondamentali del mondo grazie a degli enigmi? Gli enigmi possono svelarci i più grandi misteri, rivelandoci la semplicità delle leggi fisiche e l’eleganza della loro matematica. Cumrun Vafa ci offre uno spaccato originalissimo sull’evoluzione del pensiero scientifico e sulla comprensione delle leggi della natura, dai primi interrogativi dell’antichità alle geniali sintesi teoriche degli ultimi anni. Abbiamo così modo di apprezzare le idee chiave della moderna comprensione della materia – ad esempio la simmetria e la sua rottura, ma anche la teoria delle stringhe e i buchi neri – grazie a una serie di quesiti avvincenti, che ci catturano con tutto il fascino delle grandi avventure scientifiche.

La gravità nelle parole (e nei disegni) di uno dei più grandi fisici del XX secolo. George Gamow ripercorre la storia delle idee e degli uomini che hanno contribuito alla comprensione della più elusiva tra le interazioni fondamentali. La gravità governa l’Universo, tiene unite le centinaia di miliardi di stelle della nostra galassia; fa girare la Terra intorno al Sole e la Luna intorno alla Terra; fa cadere al suolo le mele mature. In questo volume Gamow racconta la gravità attraverso i tre personaggi che più hanno contribuito a plasmarla: Galileo, il primo a studiare in dettaglio la caduta dei corpi; Newton, che colse la natura universale della gravità; Einstein, che interpretò la gravità come la curvatura del continuum spazio-temporale a quattro dimensioni.

Le leggi della fisica classica sono il risultato di sintesi di un lungo processo di misure ed esperimenti avvenuto per opera di scienziati dai tempi di Galileo a oggi. Molto spesso i ricercatori del passato hanno lavorato con strumenti più rudimentali di quelli oggi a disposizione e senza l’ausilio di potenti macchine di calcolo. Nonostante ciò, gli esperimenti allora concepiti e realizzati hanno raggiunto livelli di accuratezza e precisione tali da permettere l’enunciazione o la verifica delle leggi della fisica. Sperimentare la Fisica invita a questo tipo di attività: eseguire veri esperimenti attraverso strumenti semplici che consentono di avere coscienza del livello di accuratezza e precisione raggiungibile; sfruttare metodi di elaborazione avanzata dei dati raccolti, simili a quelli adottati nella moderna ricerca scientifica sperimentale. Questo manuale fornisce una guida puntuale a esperienze di laboratorio di fisica, consentendo un’integrazione sperimentale dei corsi istituzionali su base prevalentemente teorica.

L’immagine più bella che gli astronauti hanno colto dalla Luna è stata quella della Terra. Fulgida e azzurra nel buio più nero, delicata, come vivente. Qualcosa di unico nello Spazio sconfinato. Eppure noi umani siamo spesso inebriati dal sogno di lasciarla per trasferirci su altri pianeti. In principio fu la fantascienza: nel 1966, mentre il programma Apollo era in pieno svolgimento, negli USA andava in onda per la prima volta la serie tv Star Trek in cui la nave stellare Enterprise viaggiava alla ricerca di «strani, nuovi mondi». Lo stesso sogno è alimentato oggi dai piani avveniristici dei nuovi imprenditori spaziali, e offerto come possibile risposta ai cambiamenti climatici e ad altre minacce per la sopravvivenza dell’umanità. Ma – si domanda Amedeo Balbi, astrofisico e apprezzato divulgatore scientifico – è realistico pensare di fondare colonie umane su altri pianeti o satelliti? Quali sono le difficoltà tecniche da affrontare? Come ci si può adattare ai nuovi ambienti? E, soprattutto, ne vale la pena? Questo libro accompagna il lettore in un affascinante e inedito percorso fra immaginazione e scienza analizzando ogni aspetto delle sfide che andrebbero affrontate per insediarsi su altri pianeti, dai tempi di trasferimento alla disponibilità di risorse, dalle richieste energetiche ai rischi per la salute. Allo stesso tempo è una riflessione profonda sul senso della scienza, sui limiti del progresso e sul rapporto fra l’Universo e l’umanità, un invito ad apprezzare la bellezza e la straordinarietà della nostra casa nel cosmo.

Che cos’hanno in comune un proiettile e le montagne russe? Perché le fette biscottate cadono sempre dalla parte imburrata? Com’è possibile che gli uccelli appoggiati sui cavi dell’alta tensione non prendano la scossa? È sorprendente scoprire come la fisica spieghi ogni fenomeno che ci circonda, che si parli di energia, di forza o di elettromagnetismo. Il fascino di questa materia è spesso eclissato dal timore di non riuscire a comprenderla. Ed è qui che entra in gioco Vincenzo Schettini, il professore più amato dal web: con lui, la fisica diventa magia. Sono le sue spiegazioni, vivaci, divertenti, colorate ed efficaci, che rendono facile e comprensibile ogni concetto, soprattutto perché raccontano la fisica che c’è dietro le cose che vediamo e usiamo ogni giorno. Perché quando osserviamo una formica sollevare briciole che pesano 50 volte più di lei, non immaginiamo che è tutta una questione di forze. Quando impostiamo il navigatore, non sappiamo che funziona così bene perché tiene conto della teoria della relatività. E, quando attraversiamo un cancello automatico con la nostra auto, non notiamo la meccanica quantistica che si cela dentro le cellule fotoelettriche all’ingresso. In questo libro, il prof ci porta a fare una passeggiata nella vita reale, e ogni evento diventa lo spunto per una nuova riflessione su come funziona il mondo. Così, tra le teorie applicate nei film western e quelle sul tempo (davvero sei ore al mare sono diverse da sei ore passate in treno senza aria condizionata?), scopriamo che la fisica è in tutte le cose semplici.

Siamo una specie litigiosa e spesso in disaccordo, ma c'è una cosa che ci unisce: il bisogno di sapere. Abbiamo grandi domande, che sono un po' le stesse per tutti: perché se avessi inventato una macchina del tempo non potrei usarla per viaggiare a ritroso? Da dove arriva l'universo? Perché gli alieni non sono ancora venuti a trovarci? Cosa c'è dentro un buco nero? Posso riorganizzare le particelle nel mio gatto e trasformarlo in un cane? Un asteroide ci ucciderà tutti? Ci trasferiremo su Marte? Il professore di fisica Daniel Whiteson e lo scienziato e fumettista Jorge Cham sanno spiegare la scienza in modo da renderla davvero alla portata di chiunque. Con umorismo, chiarezza e con l'ausilio dei loro imprescindibili disegni, in queste pagine offrono risposte chiare, accessibili e sorprendenti ad alcune delle domande più comuni, oltraggiose e profonde sull'universo che abbiano mai ricevuto durante la loro carriera e ci guidano in un avvincente viaggio all'esplorazione dei misteri più insondabili del vasto mondo in cui abitiamo. Spiritoso, divertente e completamente illustrato, questo libro è una guida essenziale alla risoluzione dei problemi e dei dubbi più sconcertanti sulla realtà. Insomma, se l'universo avesse una sezione FAQ sarebbe questa.

Questo volume raccoglie numerosi esercizi di meccanica razionale, ed è pensato come utile ausilio sia per la comprensione della teoria che si insegna in tale corso sia per prendere confidenza con i metodi matematici necessari per affrontare i problemi di meccanica. Il volume è diviso in 11 capitoli, i primi 10 dedicati agli esercizi relativi ai vari argomenti che si trovano nel libro di teoria, mentre l’undicesimo capitolo è una raccolta di temi di esame. Per ogni esercizio proposto viene fornito lo svolgimento completo oppure vengono dati brevi suggerimenti per la sua soluzione (lo svolgimento di alcuni esercizi si trova in Textincloud).

Quale legge fisica può spiegare la potenza devastante dell'onda energetica di Dragonball o l'incredibile curvatura del campo da calcio in Holly e Benji? Quali sono le caratteristiche fisiologiche necessarie per sopravvivere nel mondo postatomico di Ken il guerriero, che tipo di struttura molecolare ha il corpo iperflessibile di Rubber di One Piece o, ancora, come si può calcolare il quoziente intellettivo di Light Yagami di Death Note? Il mondo dei manga giapponesi è popolato di personaggi estremi, con qualità straordinarie e mondi ai limiti del fantastico, eppure la fisica contemporanea ci insegna che nessun fenomeno è totalmente inspiegabile, o meglio, è quantomeno possibile provare a dare a tutto ciò che ci circonda una spiegazione scientifica. Ed è proprio quello che Andrea Delnegro fa ne La fisica dei manga. Combinando le sue due più grandi passioni, Delnegro spiega, con semplicità e uno stile ironico e brillante, leggi fisiche apparentemente incomprensibili, formule matematiche complicate e fenomeni naturali complessi, attingendo alle scene, ai colpi segreti e ai personaggi dei più celebri manga giapponesi. Un viaggio originale, interessante e divertente tra scienza, immaginazione e anche un pizzico di follia, che mette a confronto due mondi apparentemente così diversi, ma in realtà con tantissimi punti in comune. Un libro per tutti: per gli appassionati di manga, un modo per avvicinarsi alla fisica; per gli appassionati di fisica, un modo per scoprire i manga.

Il testo costituisce un tentativo di presentare gli argomenti propri del corso di Fisica Tecnica per allievi ingegneri in una forma essenziale. Il libro è diviso in tre parti di cui la prima sviluppa le basi teoriche della termodinamica classica secondo un approccio postulatorio, ritenuto ideale per l’essenzialità della trattazione; la seconda parte riporta le principali applicazioni della termodinamica ad argomenti di interesse per l’ingegneria; la terza parte è dedicata ai fenomeni di trasporto, ed in particolare ai meccanismi di scambio termico. L’auspicio degli Autori è che questo testo, che non ha la pretesa di riportare una trattazione esaustiva dei diversi argomenti trattati, possa comunque costituire uno strumento efficace per l’apprendimento dei contenuti del corso di Fisica Tecnica per ingegneri.

La fisica è fatta di pensiero ma anche di esperimenti. I fisici lavorano con carta e penna, e con computer superveloci, ma si sporcano anche le mani inventando strumenti e mettendo continuamente alla prova le intuizioni più ardite. Fisica teorica e fisica sperimentale si parlano di continuo e nel corso dell'ultimo secolo hanno completamente rivoluzionato quello che credevamo di sapere, ideando e costruendo strumentazioni sempre più sofisticate per interrogare l'universo. In "Dodici esperimenti che hanno cambiato il mondo", Suzie Sheehy ci presenta le persone che, attraverso una combinazione di genio, caparbietà e fortuna, hanno allestito gli esperimenti più rivoluzionari degli ultimi cento anni: dalla fortuita scoperta dei raggi X in un laboratorio tedesco alla corsa internazionale per la scissione del nucleo atomico, dalla scoperta dei raggi cosmici, dell'antimateria, del neutrino, del quark e tutte le particelle più infinitesimali, fino allo sforzo di portata mondiale che ha dimostrato solo recentemente al CERN l'esistenza del bosone di Higgs. Sheehy – fisica sperimentale con la grande capacità di coinvolgere e divulgare – ci fa vedere quanto questi esperimenti hanno avuto ricadute che hanno cambiato in modo radicale anche la nostra vita di tutti i giorni. La radio, la televisione, i microchip nei nostri smartphone, la TAC e la PET, le microonde, internet, sono tutti risultati derivati dalla ricerca pura di pionieri visionari che hanno messo il loro talento e la loro determinazione al servizio dell'umanità. La ricerca, e la conoscenza che ne deriva, non avrà mai fine.