Corso di Laurea magistrale a ciclo unico in Conservazione e Restauro dei Beni Culturali - SUSCOR

Fisica applicata ai beni culturali

PHYSICS APPLIED TO CULTURAL HERITAGE

Anno accademico 2019/2020

PRE-REQUISITES (ENGLISH)
Basics of physics (the first year course "Physics" cod. INT0085)

Sommario insegnamento

• Obiettivi formativi
• Risultati dell'apprendimento attesi
• Modalità di insegnamento
• Modalità di verifica dell'apprendimento
• Programma
• Testi consigliati e bibliografia
• Note
• Strumenti didattici

Obiettivi formativi

Il Corso, a carattere teorico-pratico, intende illustrare gli aspetti fondamentali della fisica applicata alla diagnostica dei Beni Culturali. Saranno trattate le principali tecniche l'indagine nel campo dei beni culturali che utilizzano come sonda fasci di fotoni ed elettroni fornendo i principi fisici di base per la loro comprensione. Lo scopo è quello di mettere a conoscenza lo studente dell'esistenza di queste tecniche diagnostiche, di illustrarne i principi base e soprattutto di imparare quali informazioni sono in grado di fornire nonché i limiti. Inoltre saranno trattati i principi fisici dei laser, la loro applicazioni nel campo della conservazione dei Beni Culturali e le norme di sicurezza basilari per il loro utilizzo.

AIM OF THE COURSE (ENGLISH)

The course, with theoretical and practical lessons, provide the fundamentals to understand some important methodologies and the relevant instrumentation for the physical characterization and diagnostic of cultural heritage, in particular electrons and photons beam based techniques. The aim is to let the student know about the existence of these diagnostic techniques, to illustrate their basic principles and above all to learn what information they can provide and the limits. Moreover, the physical principles of lasers, their applications in the field of conservation of cultural heritage and the basic safety regulations for their use will be treated.

Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza delle tecniche diagnostiche principali, delle informazioni che sono in grado di fornire e dei loro limiti. Conoscenza dei principi basilari di funzionamento dei laser e delle norme di sicurezza e comportamentali concernenti il loro utilizzo. Acquisizione di una competenza di base nell'utilizzo di strumentazione laser per la pulizia di opere d'arte e manufatti.

Modalità di insegnamento

40 ore di teoria + 8 ore di esercitazioni  + 8h di esercitazioni a 5  gruppi (=40h esercitazioni a piccoli gruppi: tecniche laser)

Modalità di verifica dell'apprendimento

Il metodo di accertamento prevede due prove scritte in itinere e un orale collegiale. Le prove scritte in itinere saranno relative agli argomenti trattati nelle prime tre parti del programma e saranno volte a valutare il raggiungimento degli obiettivi formativi attesi. Le prove scritte consisteranno di domande a risposta aperta e alcuni problemi da risolvere. Oltre alla conoscenza degli argomenti trattati saranno valutati la capacità di sintesi e la capacità di individuare i concetti chiave delle tematiche affrontate. Il voto delle due prove scritte sarà espresso in 30/30 ed il voto finale di questa parte di programma sarà la media aritmetica dei due voti. Per gli studenti che non sostengano le prove in itinere è prevista un'unica prova scritta su tutto il programma. Il giudizio finale dello studente sarà formulato dopo l'esame orale collegiale, tenuto conto delle valutazioni in itinere.

Programma

PARTE I: argomenti di fisica. Principi base della fisica atomica, proprietà fisiche dei materiali, spettro elettromagnetico (IR, UV, raggi x), particelle elementari utilizzate come sonda per la diagnostica. Interazione della radiazione e delle particelle con la materia, effetto Raman, Decadimento radioattivo. Laser: principi di funzionamento, strumentazioni, sicurezza

PARTE II: tecniche diagnostiche legate agli argomenti di fisica trattati. Spettroscopia ottica (Raman, riflettanza), colorimetria, termografia, spettroscopia infrarosso in trasformata di Fourier (FTIR), fluorescenza a raggi x (XRF), difrattometria con raggi x, microscopia elettronica con microanalisi, tecniche di datazione (radiocarbonio, termoluminescenza), applicazioni delle tecniche laser alla tutela dei Beni Culturali.

PARTE III: Laboratorio. Spettri di emissione dei gas per mezzo di spettrofotometro, composizione additiva e sottrattiva dei colori con uso di un colorimetro (dimostrativo), XRF portatile (dimostrativo), microscopio elettronico (dimostrativo), FTIR (dimostrativo).

PARTE IV. Pulitura Laser (attività pratica).

PROGRAMME (ENGLISH VERSION):

PART I: elements of physics Atomic physics, physical properties of materials, electromagnetic spectrum (infrared, ultraviolet and x-rays), particles as probe in diagnostic, radiation-matter interaction. Raman effect, radioactive decay. Laser: working principles, equipments, safety rules and behaviour in presence of lasers.

PART II: diagnostic techniques Optical spectroscopy (Raman, reflectography), colorimetry, thermography, Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), X-Ray Fluorescence (XRF), X-ray diffraction, electron microscopy with microanalysis, dating methods based on radioactivity (radiocarbon, thermoluminescence), laser usage in cultural heritage preservation.

PART III: Laboratory. Measure of gas emission spectra using a spectrophotometer, subtractive and additive color, colorimeter (demonstrative); portable XRF (demonstrative); electron microscopy and microanalysis (demonstrative); FTIR spectroscopy (demonstrative)

PART IV. Laser cleaning (pratical activity).

- Dispense del docente - C. Fotakis et al, LASERS in the preservation of Cultural Heritage. Principles and applications

BIBLIOGRAPHY (english version)

- Slides of the lessons - C. Fotakis et al, LASERS in the Preservation of Cultural Heritage. Principles and applications

Note

Calendario, orario, aula: http://conservazionerestauro.campusnet.unito.it/cgi-bin/lezioni.pl

PRIMO SEMESTRE

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