Obiettivi formativi
Il Corso intende fornire le conoscenze di base per la comprensione delle più importanti tecniche fisiche utilizzate in Archeometria applicandole a significativi casi di studio da letteratura.
Quindi intende:
- presentare i principi fisici alla base delle principali tecniche fisiche utilizzate negli studi sui beni culturali e un panorama di applicazioni di tecniche a casi di studio;
- trasferire conoscenze e capacità di comprensione delle tecniche Fisiche dell'Archeometria che
consentano di applicare idee originali in un contesto di ricerca interdisciplinare e di
risolvere problemi anche complessi, con capacità di riflessione sulle conseguenze delle conclusioni e delle scelte;
- fornire le metodologie e gli strumenti di studio per acquisire capacità comunicative, anche verso non specialisti in archeometria e per affrontare in autonomia uno studio piu' approfondito delle tecniche.
Prerequisiti
Matematica e Fisica di Base, concetti preliminari di ottica e tecniche
spettroscopiche
Contenuti dell'insegnamento
Il Corso inizia con una parte introduttiva che intende richiamare concetti essenziali di struttura della materia (atomi, molecole, nuclei, particelle) e quindi dare un panorama delle possibili interazioni fra radiazione e materia o fra particelle (ioni) e materia, alla base delle fondamentali tecniche fisiche per l’Archeometria. In particolare si illustra la struttura elettronica, vibrazionale e rotazionale delle molecole e si descrivono le proprietà dei nuclei atomici e dei fenomeni nucleari (anche radioattivi). Questa parte richiede numerose esercitazioni.
Nella seconda parte vengono quindi passate in rassegna le tecniche di spettroscopia atomica, vibrazionale, di raggi X (Fluorescenza X-Assorbimento X-Diffrazione X) per le informazioni di carattere atomico e molecolare sul materiale di interesse per Archeometria. Particolare attenzione viene poi rivolta alle tecniche di analisi con fasci ionici (IBA) come PIXE (Particle Induced X-ray Emission), PIGE (Particle Induced gamma-ray Emission), RBS (Rutherford Backscattering), SIMS (Secondary Ions Mass Spectrometry). Inoltre tecniche neutroniche NAA (Neutron Activation Analysis), NRA (Neutron Reaction Analysis) e anche diffrazione Neutronica.
Altri argomenti riguardano spettroscopie ottiche, LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy), spettroscopie fotoelettroniche (XPS – AUGER), ESR (Electron Spin Resonance, NMR (Nuclear Magnetic Resonance).
Vengono infine sviluppate tecniche di datazione come Termoluminescenza e Datazione C14.
Le tecniche citate sono sempre accompagnate da esempi/esercizi relativi a casi di studio su
CERAMICHE – VETRO – METALLI - MATERIALI LAPIDEI – MATERIALI LIGNEI – TESSUTI - DIPINTI
Numerose esercitazioni numeriche chiariscono meglio le caratteristiche ed i limiti delle varie tecniche di indagine.
Programma esteso
SPETTROSCOPIA ATOMICA
SPETTROSCOPIE OTTICHE – Luminescenze ( TL – OSL etc.)
SPETTROSCOPIE VIBRAZIONALI – FTIR - RAMAN
FLUORESCENZA A RAGGI X
ASSORBIMENTO DI RAGGI X – EXAFS – XANES
PIXE (Particle Induced X-ray Emission)
LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy)
IBA - NAA - NRA - RBS - PIXE - PIGE
SPETTROSCOPIE FOTOELETTRONICHE – XPS – AUGER
ESR (Electron Spin Resonance)
NMR (Nuclear Magnetic Resonance)
Cenni sulle TECNICHE DI DATAZIONE - Termoluminescenza - Datazione C14
Casi di studio come ad esempio:
CERAMICHE – VETRO – METALLI - MATERIALI LAPIDEI – MATERIALI LIGNEI – TESSUTI - DIPINTI SU TELA E TAVOLA - AFFRESCHI - MOSAICI etc.
Bibliografia
Appunti e Materiale vario fornito dal docente o reperibile facilmente in rete.
Alcuni testi di riferimento consigliati:
H. R. Verma: Atomic and Nuclear Analytical Methods: XRF, Mössbauer, XPS, NAA and Ion-Beam Spectroscopic Technique, Springer
B.H. Stuart: Analytical Techniques in Materials Conservation, Wiley
G.Artioli: Scientific Methods and Cultural Heritage: An introduction to the application of material science to archaeometry and conservation science, Oxford University Press
P. Craddock: Scientific investigation of copies, fakes and forgeries, Elsevier BH
Metodi didattici
La lezione è orale, con materiale multimediale consigliato di supporto. Gli argomenti di struttura della materia sono accompagnati da numerose esercitazioni per acquisire padronanza sulle unità di misura, sulla nomenclatura dei livelli elettronici, atomici e molecolari, sui termini spettroscopici e sui vari processi di decadimento nucleare.
Gli argomenti sulle tecniche fisiche sono sempre accompagnati da applicazioni a casi di studio presi dalla letteratura scientifica corrente e gli studenti sono attivamente coinvolti nella discussione sulle possibilità delle tecniche e nell’analisi dei dati. Particolare attenzione viene rivolta alla lettura critica dei dati e al confronto fra le varie tecniche e le loro potenzialità in applicazioni diverse.
Modalità verifica apprendimento
Il grado di apprendimento viene continuamente valutato in itinere con il coinvolgimento degli studenti in esercitazioni e con quesiti.
Alla fine del Corso la prova orale consiste in un colloquio sulle tecniche fisiche per valutare la comprensione delle varie potenzialità delle tecniche e dei principi fisici alla base delle stesse.
Parte della prova consiste nell’interpretazione di grafici o dati sperimentali da casi di studio di articoli di letteratura e nella descrizione delle peculiarità della strumentazione utilizzata.
Si intende verificare inoltre la capacità di confrontare fra loro le diverse tecniche, collegando le diverse informazioni ottenute.
Una parte importante della prova è costituita poi da una presentazione (Powerpoint) di un caso di studio di Archeometria a scelta, che veda l'applicazione di una o più fra le tecniche fisiche studiate, preso dalla letteratura scientifica attuale.
Criterio importante della valutazione complessiva è la proprietà di linguaggio nella descrizione delle problematiche e dei casi di studio.
Altre informazioni
Il Corso è preceduto da alcune lezioni introduttive di Struttura della Materia - Parte integrante del corso è la ricerca bibliografica assistita di casi di studio significativi
