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 2021/2022

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/la  studente/ssa 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 laboratorio di tecniche di diagnostica suddivisi in 4 gruppi (dimostrativo) + 8h di esercitazioni suddivisi in 5 gruppi (attività pratica con tecniche di pulitura  laser)

Modalità di verifica dell'apprendimento

La PARTE I del corso (Prof. Lo Giudice) prevede come metodo di accertamento due prove scritte in itinere. Le prove scritte in itinere saranno relative agli argomenti trattati nella prima parte 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/le  studenti/esse  che non sostengano le prove in itinere è prevista un'unica prova scritta su tutto il programma.

La PARTE II del corso (Prof.ssa Zenucchini) prevede come metodo di accertamento la valutazione dell'attività in laboratorio.

Il giudizio finale dello/a studente/essa sarà formulato per mezzo di una media pesata dei due voti ottenuti per le due parti del corso.

ENGLISH

PART I (Prof. Lo Giudice). The assessment method involves two written tests during the course and a collective oral exam. The ongoing written tests will relate to the topics covered in the first three parts of the program and will be aimed at assessing the achievement of the expected training objectives. Written tests will consist of open-ended questions and some problems to be solved. In addition to the knowledge of the topics covered, the ability to summarize and the ability to identify the key concepts of the issues addressed will be assessed. The marks of the two written tests will be expressed in 30/30 and the final mark of this part of the program will be the arithmetic mean of the two marks. For students who do not take the ongoing tests, there is a single written test on the whole program.

PART II (Prof.ssa Zenucchini): the practical activity in the laser cleaning laboratory will be evaluated

The student's final judgment will be the weighted average of the two part of the course.

Programma

PARTE I (Prof. Lo Giudice) 

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, decadimento radioattivo. Laser: principi di funzionamento, strumentazioni, sicurezza.

Tecniche diagnostiche legate agli argomenti di fisica trattati: spettroscopia ottica in riflettanza (FORS), 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. 

Laboratorio di tecniche diagostiche: Colorimetria e Spettroscopia FORS (dimostrativo), XRF portatile (dimostrativo), microscopio elettronico (dimostrativo), FTIR (dimostrativo).

PARTE II (Prof.ssa Zenucchini) 

Pulitura Laser (attività pratica di laboratorio).

PROGRAMME (ENGLISH VERSION):

PARTE I (Prof. Lo Giudice)

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

Diagnostic techniques Optical spectroscopy in reflectance (FORS), 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.

Laboratory. Colorimetry and FORS (demonstrative); portable XRF (demonstrative); electron microscopy and microanalysis (demonstrative); FTIR spectroscopy (demonstrative)

PARTE II (Prof.ssa Zenucchini) 

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

annualità - periodo indicativo: PRIMO SEMESTRE

EMERGENZA CORONAVIRUS: in caso di un eventuale protrarsi della situazione emergenziale, alle studentesse e agli studenti che non potranno frequentare le lezioni in presenza sarà assicurata la possibilità di fruire delle lezioni attraverso il deposito dei files audio/video nella piattaforma Moodle, insieme al materiale didattico. Le esercitazioni laser si svolgeranno in ogni caso in presenza

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