Flashcard di Scienza e tecnologia
Sfoglia la raccolta Scienza e tecnologia: mazzi a ripetizione dilazionata, gratuiti e pensati per il mobile. Accedi per iniziare a ripassare al tuo ritmo.
118 mazzi
- Membrane cellulari e trasportoCarte di ripasso sulla struttura e funzione delle membrane plasmatiche e sul trasporto di membrana.
- MetabolismoCarte di ripasso su bioenergetica, termodinamica, ATP ed enzimi.
- Respirazione cellulareCarte di ripasso su come le cellule estraggono energia dal glucosio: reazioni redox e trasportatori di elettroni, glicolisi, ciclo di Krebs, fosforilazione ossidativa, fermentazione e regolazione.
- FotosintesiCarte di ripasso su come i fotoautotrofi catturano l'energia luminosa e producono zuccheri: panoramica ed equazione chimica, struttura della foglia e del cloroplasto, reazioni dipendenti dalla luce (pigmenti, fotosistemi, fotolisi dell'acqua, chemiosmosi) e ciclo di Calvin.
- Comunicazione cellulareCarte di ripasso su come le cellule comunicano tra loro e rispondono: tipi di segnalazione chimica (paracrina, endocrina, autocrina, diretta), recettori interni e di superficie cellulare, trasduzione del segnale e secondi messaggeri, risposta cellulare e segnalazione negli organismi unicellulari.
- Riproduzione cellulareCarte di ripasso su come si riproducono le cellule: genomi e struttura dei cromosomi, compattazione del DNA, ciclo cellulare (interfase e mitosi), citocinesi negli animali e nelle piante, punti di controllo del ciclo cellulare e i loro regolatori positivi e negativi, cancro e scissione binaria nei procarioti.
- Meiosi e riproduzione sessualeCarte di ripasso su meiosi e riproduzione sessuale: cellule aploidi e diploidi, le due divisioni meiotiche (meiosi I e II), sinapsi, crossing-over e chiasmi, assortimento indipendente, come la meiosi differisce dalla mitosi, perché la riproduzione sessuale persiste, e i cicli vitali a dominanza diploide, a dominanza aploide e ad alternanza di generazioni.
- Gli esperimenti di Mendel e l'ereditarietàCarte di ripasso sulla genetica mendeliana: gli esperimenti sui piselli di Gregor Mendel, le linee pure, le generazioni P/F1/F2, i tratti dominanti e recessivi, il genotipo e il fenotipo, gli alleli e i loci, gli omozigoti e gli eterozigoti, i rapporti 3:1 e 1:2:1, i quadrati di Punnett e i test cross, la dominanza incompleta, la codominanza, gli alleli multipli, gli alleli letali e legati al cromosoma X, le leggi della dominanza, della segregazione e dell'assortimento indipendente, gli incroci diibridi 9:3:3:1, l'associazione e la ricombinazione, e l'epistasi.
- Comprensione moderna dell'ereditarietàCarte di ripasso sulla base cromosomica dell'ereditarietà: la teoria cromosomica dell'ereditarietà (Boveri, Sutton, Carothers, Morgan), l'associazione genetica, il crossing-over e i chiasmi, la progenie parentale rispetto a quella ricombinante, la frequenza di ricombinazione, le mappe genetiche e i centimorgan, gli incroci a tre punti, i cariotipi e i cariogrammi, la non disgiunzione, l'aneuploidia (monosomia e trisomia, inclusa la sindrome di Down), le variazioni dei cromosomi sessuali (triplo X, Klinefelter, Turner) e l'inattivazione del cromosoma X, la poliploidia e le alterazioni della struttura cromosomica (duplicazioni, delezioni, inversioni, traslocazioni).
- Struttura e funzione del DNACarte di ripasso sulla struttura e funzione del DNA: gli esperimenti storici che hanno identificato il DNA come materiale genetico (Miescher, Griffith, Avery-MacLeod-McCarty, Hershey-Chase, Chargaff), la struttura della doppia elica (nucleotidi, purine e pirimidine, appaiamento delle basi, filamenti antiparalleli, legami fosfodiesterici, dimensioni dell'elica), l'impacchettamento del DNA (superavvolgimento, nucleosomi, eterocromatina ed eucromatina), il sequenziamento e l'elettroforesi su gel, il modello semiconservativo e l'esperimento di Meselson-Stahl, la replicazione del DNA nei procarioti e negli eucarioti (origini, forcelle, elicasi, primasi, polimerasi, filamenti guida e ritardati, frammenti di Okazaki, telomeri e telomerasi), e la riparazione del DNA e i tipi di mutazione.
- Geni e proteineCarte di ripasso su come i geni sono espressi in proteine: il codice genetico (il dogma centrale, i codoni a tripletta, la degenerazione, i codoni di inizio e stop, i frame di lettura e gli slittamenti del sistema di lettura, l'esperimento di Crick-Brenner, il codice quasi universale); la trascrizione procariotica (una singola RNA polimerasi, il fattore sigma e l'oloenzima, il filamento stampo rispetto al filamento codificante, le sequenze consenso del promotore -10 e -35, la terminazione rho-dipendente e intrinseca, l'mRNA policistronico); la trascrizione eucariotica (tre RNA polimerasi, la TATA box e i fattori di trascrizione, i nucleosomi e il complesso FACT); la maturazione dell'RNA (esoni e introni, il cappuccio 5', la coda poli-A, lo splicing tramite spliceosomi, le UTR, gli anticodoni del tRNA); e la traduzione (subunità ribosomiali, il caricamento del tRNA da parte delle amminoacil-tRNA sintetasi, i siti A, P ed E, l'inizio procariotico ed eucariotico, la sequenza di Shine-Dalgarno e le regole di Kozak, la peptidil transferasi, la terminazione tramite fattori di rilascio, le sequenze segnale e gli chaperon).
- Espressione genicaCarte di ripasso su come le cellule regolano l'espressione genica: i livelli di regolazione (perché le cellule regolano, controllo procariotico contro eucariotico, le cinque fasi eucariotiche); operoni procariotici (gli operoni trp e lac, repressori, attivatori e induttori, corepressori, cAMP e la proteina attivatrice dei cataboliti, controllo inducibile contro reprimibile); regolazione epigenetica eucariotica (nucleosomi, rimodellamento della cromatina, modificazione degli istoni, metilazione del DNA e isole CpG, imprinting); controllo trascrizionale eucariotico (fattori di trascrizione generali e specifici, le sequenze TATA, CAAT e GC, enhancer e ripiegamento del DNA); controllo post-trascrizionale (splicing alternativo, stabilità dell'mRNA e UTR, microRNA, Dicer e RISC); controllo traduzionale e post-traduzionale (l'interruttore eIF-2, looping cap-poli-A, modificazione delle proteine, ubiquitina e il proteasoma); e il cancro come malattia dell'espressione genica alterata (geni oncosoppressori, p53, proto-oncogeni e oncogeni, epigenetica del cancro e terapie mirate all'espressione genica).
- Biotecnologia e genomicaCarte di ripasso su biotecnologia e genomica: le tecniche di base (isolamento degli acidi nucleici, elettroforesi su gel, PCR e RT-PCR, Southern e Northern blotting, sonde); clonaggio molecolare (vettori plasmidici, endonucleasi di restrizione ed estremità coesive, DNA ligasi, DNA ricombinante e chimerico, il sito di clonaggio multiplo); applicazioni (insulina e ormone della crescita ricombinanti, clonazione riproduttiva e terapeutica, trasferimento nucleare di cellule somatiche e Dolly, ingegneria genetica, OGM e organismi transgenici, terapia genica, Agrobacterium e il plasmide Ti, colture Bt, il pomodoro Flavr Savr, genetica inversa e gene targeting); mappatura dei genomi (mappe genetiche rispetto a fisiche, analisi di linkage, marcatori RFLP, SNP e VNTR, mappatura citogenetica, ibrida da radiazione e di sequenza, STS ed EST); sequenziamento dell'intero genoma (terminazione di catena di Sanger e ddNTP, sequenziamento shotgun e paired-end, sequenziamento di nuova generazione, annotazione e microarray); e genomica e proteomica applicate (farmacogenomica, metagenomica, DNA mitocondriale, il proteoma rispetto al genoma, biomarcatori e firme proteiche, metabolomica e biologia dei sistemi).
- L'evoluzione e l'origine delle specieCarte di ripasso sull'evoluzione e la speciazione: comprendere l'evoluzione (la selezione naturale e le sue tre condizioni, la discendenza con modificazioni, Darwin e Wallace, i fringuelli delle Galapagos e lo studio dei Grant, le fonti di variazione genetica, l'adattamento, l'evoluzione divergente rispetto a quella convergente); le prove dell'evoluzione (reperti fossili, strutture omologhe, analoghe e vestigiali, embriologia, biogeografia e Pangea, prove molecolari e genetiche, duplicazione genica); malintesi comuni (la teoria nella scienza, l'evoluzione che agisce sulle popolazioni, l'origine della vita, la direzione verso un obiettivo, la resistenza agli antibiotici); la formazione di nuove specie (il concetto biologico di specie, la speciazione, l'isolamento riproduttivo, la speciazione allopatrica rispetto a quella simpatrica, la dispersione e la vicarianza, la radiazione adattativa, l'auto- e l'allopoliploidia, le barriere prezigotiche e postzigotiche); e i tassi di riconnessione e speciazione (zone ibride, rinforzo, fusione e stabilità, fitness degli ibridi, gradualismo rispetto all'equilibrio punteggiato).
- L'evoluzione delle popolazioniCarte di ripasso sulla genetica delle popolazioni e l'evoluzione adattativa: evoluzione delle popolazioni (genetica delle popolazioni, la sintesi moderna, microevoluzione contro macroevoluzione, le popolazioni si evolvono mentre gli individui no, frequenze alleliche e genotipiche, il pool genico, il principio di Hardy-Weinberg con le sue equazioni e ipotesi di equilibrio); forze della genetica delle popolazioni (variazione genetica e fenotipica, ereditabilità, deriva genetica, effetti collo di bottiglia e del fondatore, flusso genico, mutazione, accoppiamento non casuale e assortativo, inincrocio e depressione da inincrocio, clini e variazione geografica); ed evoluzione adattativa (fitness e fitness relativa, selezione stabilizzante, direzionale e diversificante, selezione dipendente dalla frequenza, dimorfismo sessuale e selezione sessuale, il principio dell'handicap e l'ipotesi dei buoni geni, e i vincoli che impediscono alla selezione di produrre un organismo perfetto).
- Filogenesi e storia della vitaCarte di ripasso sulla filogenesi e la storia della vita: l'organizzazione della vita sulla Terra (filogenesi e alberi filogenetici, tassonomia e sistematica, la gerarchia linneana, i tre domini, la nomenclatura binomiale e le parti di un albero, inclusi alberi radicati e non radicati, nodi, taxa basali e fratelli, politomie, e cosa significa e non significa la lunghezza dei rami); la determinazione delle relazioni evolutive (strutture omologhe contro analoghe e omoplasie, sistematica molecolare, cladistica e cladi, caratteri ancestrali condivisi contro derivati condivisi, e massima parsimonia); e le prospettive sull'albero filogenetico (trasferimento genico orizzontale e i suoi meccanismi, agenti di trasferimento genico, TGO nei procarioti ed eucarioti, e modelli alternativi di evoluzione primordiale, inclusi i modelli della rete della vita, dell'anello della vita, dell'endosimbionte e della fusione genomica).
- VirusCarte di ripasso sui virus: la loro evoluzione, morfologia e classificazione (come sono stati scoperti i virus, le loro dimensioni e l'imaging, le ipotesi sulle loro origini, la struttura del virione e i tipi di capside, l'attacco e i recettori, i genomi a DNA rispetto a quelli a RNA e i gruppi della classificazione di Baltimore); le infezioni virali e gli ospiti (il ciclo di replicazione, i cicli litico e lisogeno dei batteriofagi, la replicazione dei virus animali e dei retrovirus, la latenza, il rilascio virale, le infezioni acute, croniche e asintomatiche, i virus delle piante e la loro trasmissione, e i virus oncogeni); la prevenzione e il trattamento (i vaccini, i farmaci antivirali, la terapia per l'HIV, e i virus e i fagi usati in medicina); e altre entità acellulari (i prioni e i viroidi).
- Procarioti: batteri e archeiCarte di ripasso sui procarioti: la loro diversità (i procarioti come prime cellule della Terra, stuoie microbiche e stromatoliti, l'ossigenazione dell'atmosfera, gli estremofili, la coltura e i biofilm); la struttura di batteri e archei (forme cellulari, pareti e membrane, il nucleoide e i plasmidi, la riproduzione e il trasferimento genico, e le differenze molecolari tra i due domini); il metabolismo procariotico (macronutrienti, categorie nutrizionali e i cicli dell'azoto e del carbonio); e le malattie batteriche negli esseri umani (epidemie e pandemie, peste, tifo, malattia di Lyme, malattie di origine alimentare, biofilm e resistenza agli antibiotici).
- ProtistiCarte di ripasso sui protisti: origini eucariotiche (il nucleo distintivo, l'unico antenato eucariotico, la teoria endosimbiotica e le origini batteriche di mitocondri e plastidi per endosimbiosi primaria e secondaria); le caratteristiche generali dei protisti (habitat, nutrizione, motilità, rivestimenti cellulari e riproduzione); i gruppi principali dei sei supergruppi eucariotici (Excavata, Chromalveolata, Archaeplastida, Rhizaria, Amoebozoa e Opisthokonta, con i loro rappresentanti diplomonadi, parabasali, euglenozoi, dinoflagellati, apicomplexa, ciliati, diatomee, alghe, foraminiferi, radiolari, amebe, muffe mucillaginose e coanoflagellati); e l'ecologia dei protisti (produzione primaria, simbiosi con i coralli e malattie umane come la malaria, la malattia del sonno, il morbo di Chagas e la peronospora della patata).
- FunghiCarte di ripasso sui funghi: le loro caratteristiche (pareti cellulari di chitina, membrane di ergosterolo, ife, setti, micelio, digestione esterna eterotrofa e riproduzione asessuata e sessuata attraverso plasmogamia, cariogamia e meiosi); i cinque phyla (Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota e Glomeromycota) più i precedenti funghi imperfetti; l'ecologia dei funghi (decomposizione, micorrize, licheni, endofiti e simbiosi con le formiche); parassiti e patogeni fungini (ergot, micosi, dermatofiti e malattie di esseri umani, pipistrelli e rane); e l'importanza dei funghi nella vita umana (cibo, fermentazione, antibiotici, immunosoppressori, organismi modello e supporto micorrizico alla vita vegetale).
- Piante senza semiCarte di ripasso sulle piante senza semi: l'origine delle piante terrestri all'interno degli Archaeplastida e le quattro adattamenti alla terra (alternanza di generazioni, meristemi apicali, cuticola cerosa e lignina); alternanza di generazioni, sporangi, omosporia ed eterosporia, sporopollenina, gametangi e tessuto vascolare; le alghe verdi (clorofite e carofite) come precursori delle piante terrestri; le briofite (epatiche, antocerote e muschi) con i loro gametofiti dominanti e spermatozoi flagellati; e le piante vascolari senza semi (licofite e monilofite: psiloti, equiseti e felci) con i loro sporofiti dominanti, xilema e floema, sporofilli e strobili, fronde e sori, e i loro usi ecologici e umani.
- Piante a semeCarte di ripasso sulle piante a seme: i vantaggi evolutivi del polline e dei semi, la riduzione del gametofito e la cronologia fossile dalle progimnosperme attraverso il dominio delle gimnosperme fino all'ascesa delle angiosperme; le gimnosperme (conifere, cicadee, ginkgo e gnetofite) con i loro semi nudi, coni, legno tracheidale e impollinazione anemofila ed entomofila; le angiosperme (struttura del fiore, carpello e stame, doppia fecondazione ed endosperma, frutto e la divisione tra angiosperme basali, monocotiledoni ed eudicotiledoni); e i ruoli delle piante a seme come cibo, fibra, combustibile e medicina, la loro coevoluzione con impollinatori ed erbivori e la loro parte nella stabilizzazione degli ecosistemi.
- Introduzione alla diversità animaleCarte di ripasso che introducono il regno animale: le caratteristiche condivise degli animali (eterotrofia, tessuti, assenza di pareti cellulari, il ciclo vitale diplonte e i cinque cladi dai Parazoi ai Bilateri); la riproduzione sessuata, asessuata e partenogenetica; lo sviluppo embrionale dalla segmentazione alla gastrulazione, i foglietti embrionali, la metamorfosi e i geni Hox che modellano il piano corporeo; le caratteristiche usate per classificare gli animali (simmetria, foglietti embrionali, il celoma e lo sviluppo protostomo rispetto a quello deuterostomo); la filogenesi animale (Eumetazoi, Radiati e Bilateri, Ecdisozoi e Lofotrocozoi, e l'ascendenza dei coanoflagellati); e la storia evolutiva degli animali attraverso l'Ediacariano, l'esplosione cambriana e le successive estinzioni di massa.
- InvertebratiCarte di ripasso sui principali phylum di invertebrati: le spugne prive di tessuti (Porifera) con il loro spongocele, coanociti e spicole; i cnidari diploblastici con i loro cnidociti, forme a polipo e medusa, e barriere coralline; i platelminti lofotrocozoi, rotiferi e nemertini; i molluschi e gli anellidi segmentati; i nematodi e tardigradi ecdisozoi che compiono la muta; gli artropodi con il loro esoscheletro, tagmata e subphylum dai chelicerati agli insetti; e i deuterostomi invertebrati, gli echinodermi con il loro sistema acquifero e i cordati invertebrati.
- VertebratiCarte di ripasso sui vertebrati e i loro parenti cordati: le cinque caratteristiche dei cordati e gli invertebrati anfiossi e tunicati; le missine e le lamprede senza mascelle e i pesci cartilaginei e ossei con mascelle; gli anfibi con la loro pelle umida e la metamorfosi; i rettili amnioti, dall'uovo amniotico e le finestre temporali fino a coccodrilli, tuatara, squamati e tartarughe; gli uccelli endotermi con le loro piume, i muscoli del volo e i polmoni a sacchi aerei; i mammiferi con peli, ghiandole mammarie e l'orecchio medio a tre ossa tra monotremi, marsupiali ed euteri; e l'evoluzione dei primati attraverso le scimmie, le scimmie antropomorfe e il lignaggio degli ominini fino all'Homo sapiens.
- Forma e fisiologia delle pianteCarte di ripasso sulla forma e fisiologia delle piante: i sistemi di organi dei germogli e delle radici; i tessuti meristematici e permanenti e i sistemi di tessuti dermici, vascolari e fondamentali; l'anatomia e le modificazioni del fusto, la crescita primaria e secondaria, il legno e la corteccia; la struttura e le zone della radice, l'endoderma e la banda del Caspary, e le modificazioni della radice; l'anatomia della foglia, la venatura, la fillotassi e le adattamenti; il potenziale idrico, la traspirazione e la teoria della coesione-tensione, e la traslocazione del floema tramite il modello del flusso di pressione; e i sistemi sensoriali delle piante, dal fitocromo e fotoperiodismo agli ormoni e difese vegetali.
- Suolo e nutrizione delle pianteCarte di ripasso su suolo e nutrizione delle piante: gli elementi essenziali, i nove macronutrienti e i micronutrienti, i loro ruoli e i sintomi di carenza, e l'idroponica; la composizione, le dimensioni delle particelle e i fattori di formazione del suolo, l'humus e gli orizzonti del profilo del suolo; e gli adattamenti nutrizionali, tra cui la fissazione biologica dell'azoto, i rizobi e i noduli, le micorrize, le epifite, le piante parassite e saprofite, e le piante insettivore.
- Riproduzione delle pianteCarte di ripasso sulla riproduzione delle piante (angiosperme): alternanza di generazioni e anatomia del fiore (i quattro verticilli, completo vs incompleto, monoico vs dioico); sviluppo dei gametofiti maschili e femminili; impollinazione (autoimpollinazione vs incrociata, autoincompatibilità e impollinatori animali, vento e acqua); doppia fecondazione, struttura dell'embrione e del seme, germinazione, tipi di frutti e dispersione dei semi; e riproduzione asessuata, propagazione vegetativa e durata della vita delle piante.
- Il corpo animale: forma e funzione di baseCarte di ripasso sulla forma e funzione animale: simmetria corporea e termini direzionali; i vincoli fisici di dimensioni e forma (resistenza, gravità, esoscheletri, endoscheletri, diffusione e rapporto superficie-volume); bioenergetica animale (accumulo di energia, tasso metabolico, endotermi ed ectotermi, torpore); piani anatomici e cavità corporee; i quattro tessuti primari (epiteliale, connettivo, muscolare e nervoso); e omeostasi (valori di riferimento, feedback negativo e positivo, acclimatazione e termoregolazione).
- Nutrizione animale e sistema digerenteCarte di ripasso su nutrizione e digestione animale: categorie alimentari (erbivori, carnivori, onnivori); tipi di apparato digerente (cavità gastrovascolare, canale alimentare, monogastrico, aviario, ruminante e pseudo-ruminante); gli organi digestivi dei vertebrati dalla cavità orale all'ano e gli organi annessi (fegato, pancreas, cistifellea); nutrienti essenziali, vitamine e minerali con le loro funzioni e malattie da carenza; ATP e produzione di energia; i quattro processi digestivi (ingestione, digestione, assorbimento, eliminazione) con la digestione di carboidrati, proteine e lipidi; e la regolazione nervosa e ormonale della digestione.
- Il sistema nervosoCarte di ripasso sul sistema nervoso animale: struttura del neurone (soma, dendriti, assone, sinapsi) e tipi di neuroni; cellule gliali (astrociti, microglia, oligodendrociti, cellule di Schwann e altre); come comunicano i neuroni attraverso il potenziale di membrana a riposo, il potenziale d'azione e le sinapsi chimiche ed elettriche; integrazione e plasticità sinaptica (sommazione, LTP, LTD); il sistema nervoso centrale (meningi, liquido cerebrospinale, la corteccia e i suoi lobi, strutture sottocorticali, il tronco encefalico e il midollo spinale); il sistema nervoso periferico (divisioni autonome simpatica e parasimpatica e la divisione sensoriale-somatica); e i disturbi del sistema nervoso (Alzheimer, Parkinson, autismo, ADHD, schizofrenia, depressione, epilessia e ictus).
- Sistemi sensorialiCarte di ripasso sui sistemi sensoriali degli animali: come funzionano la ricezione, la trasduzione e la percezione sensoriale, i tipi di recettori e i campi recettivi, i potenziali recettoriali, il principio della linea marcata e la legge di Weber; la somatosensazione (gli strati della pelle e le quattro classi di recettori somatosensoriali, i meccanorecettori tattili, i propriocettori, i barocettori, la termoricezione, la nocicezione e la discriminazione tattile dei due punti); il gusto e l'olfatto (i cinque sapori, le papille e i calici gustativi, la trasduzione del salato e dell'aspro rispetto al dolce, all'amaro e all'umami, l'epitelio e il bulbo olfattivo, la codifica combinatoria degli odori e i feromoni); l'udito e la sensazione vestibolare (il suono come onde di pressione, l'orecchio esterno, medio e interno, la coclea e la membrana basilare, la teoria posizionale, e l'utricolo, il sacculo e i canali semicircolari); e la visione (la luce e l'occhio, gli errori di rifrazione, i bastoncelli e i coni, la fototrasduzione della rodopsina, i coni tricromatici, i circuiti retinici e l'inibizione laterale, e il percorso verso la corteccia visiva).
- Il sistema endocrinoCarte di ripasso sul sistema endocrino animale: gli ormoni come segnali chimici e le loro tre classi chimiche (steroidi derivati da lipidi, ormoni derivati da amminoacidi e ormoni peptidici) con la loro solubilità, trasporto e emivite; come funzionano gli ormoni (up- e down-regulation dei recettori, recettori intracellulari rispetto a quelli di superficie cellulare, e la cascata del primo e secondo messaggero proteina G, adenilato ciclasi, cAMP e proteina chinasi con amplificazione); regolazione dei processi corporei (ADH e acquaporine, aldosterone e il sistema renina-angiotensina, l'asse riproduttivo, insulina e glucagone e diabete, gli ormoni tiroidei e la regolazione del calcio, l'ormone della crescita e le risposte allo stress a breve e lungo termine); gli stimoli umorali, ormonali e neurali e il feedback negativo che controllano il rilascio di ormoni; e le ghiandole endocrine (ipotalamo, ipofisi, tiroide, paratiroide, surrene, pancreas, pineale) oltre agli organi endocrini secondari.
- Il sistema muscolo-scheletricoCarte di ripasso sul sistema muscolo-scheletrico animale: i tre modelli scheletrici (scheletro idrostatico, esoscheletro, endoscheletro) e lo scheletro umano assile e appendicolare di 206 ossa (cranio, colonna vertebrale, gabbia toracica, cinti e arti); l'osso come tessuto (forme ossee, osso compatto e spugnoso, osteoni, i quattro tipi di cellule ossee, ossificazione, crescita, rimodellamento e riparazione delle fratture); la classificazione strutturale e funzionale delle articolazioni (fibrose, cartilaginee e i sei tipi di articolazioni sinoviali) e i movimenti corporei che consentono; e la contrazione muscolare (i tre tipi di tessuto muscolare, la struttura del sarcomero e dei miofilamenti, il modello dei filamenti scorrevoli, il ciclo dei ponti trasversali e dell'ATP, l'accoppiamento eccitazione-contrazione alla giunzione neuromuscolare, e come vengono stabilite la tensione muscolare e la forza muscolare complessiva).
- L'apparato respiratorioCarte di ripasso sull'apparato respiratorio animale: sistemi di scambio gassoso (perché la sola diffusione fallisce con l'aumentare delle dimensioni del corpo e la diversità delle superfici respiratorie, dalla pelle e dalle branchie alle trachee degli insetti e alle vie aeree dei mammiferi, dalla cavità nasale agli alveoli); lo scambio gassoso attraverso le superfici respiratorie (la pressione parziale, la composizione dell'aria e i gradienti di pressione parziale di ossigeno e anidride carbonica che guidano la diffusione nei polmoni e nei tessuti); la respirazione (la legge di Boyle e la meccanica dell'inspirazione e dell'espirazione, le pleure, il surfattante, la compliance e la resistenza polmonare, le malattie restrittive e ostruttive, lo spazio morto e lo scambio gassoso in anfibi e uccelli); e il trasporto dei gas nei fluidi corporei (l'emoglobina e il legame cooperativo dell'ossigeno, la curva di dissociazione ossigeno-emoglobina e cosa la sposta, il sistema tampone bicarbonato e lo spostamento dei cloruri che trasportano l'anidride carbonica, e l'avvelenamento da monossido di carbonio).
- Il sistema circolatorioCarte di ripasso sul sistema circolatorio animale: una panoramica della circolazione (perché il flusso di massa sostituisce la diffusione con l'aumentare delle dimensioni del corpo, sistemi aperti rispetto a quelli chiusi e l'evoluzione dei cuori a due, tre e quattro camere in pesci, anfibi, rettili, uccelli e mammiferi); i componenti del sangue (plasma, globuli rossi ed emoglobina, pigmentos respiratori alternativi, globuli bianchi, piastrine e coagulazione, proteine sieriche e i gruppi sanguigni ABO e Rh); il cuore e i vasi sanguigni dei mammiferi (le camere, le valvole, gli strati della parete e l'apporto coronarico, il ciclo cardiaco e il suo sistema di conduzione dal nodo senoatriale alle fibre del Purkinje, e la struttura di arterie, capillari e vene); e la regolazione del flusso sanguigno e della pressione arteriosa (pressione sistolica e diastolica, velocità del flusso e scambio capillare, sfinteri precapillari, il sistema linfatico e la gittata cardiaca).
- Regolazione osmotica ed escrezioneCarte di ripasso su come gli animali bilanciano acqua e sali ed eliminano le scorie azotate: osmoregolazione ed equilibrio osmotico (osmosi, elettroliti e non elettroliti, tonicità, i modi in cui viene misurata la concentrazione e le strategie stenoaline rispetto a quelle eurialine nei pesci, negli osmoconformatori e negli squali); i reni e gli organi osmoregolatori (anatomia macroscopica del rene, il nefrone e il suo apporto sanguigno, e le tre fasi della formazione dell'urina, compreso il sistema moltiplicatore in controcorrente dell'ansa di Henle e l'apparato iuxtaglomerulare); sistemi di escrezione degli invertebrati (vacuoli contrattili, cellule a fiamma, nefridi e tubuli di Malpighi); scorie azotate (animali ammoniotelici, ureotelici e uricotelici, il ciclo dell'urea, e l'acido urico, la gotta e i calcoli renali); e il controllo ormonale dell'osmoregolazione (il sistema renina-angiotensina-aldosterone, l'aldosterone, l'ormone antidiuretico e il peptide natriuretico atriale).
- Il sistema immunitarioCarte di ripasso su come gli animali si difendono dai patogeni: la risposta immunitaria innata (barriere fisiche e chimiche, PAMP e recettori di riconoscimento di pattern, inclusi i recettori Toll-like, fagociti come macrofagi e neutrofili, citochine, interferoni e infiammazione, cellule natural killer e riconoscimento MHC I, e la cascata del complemento); la risposta immunitaria adattativa (immunità cellulo-mediata contro immunità umorale, cellule presentanti l'antigene e processazione MHC, cellule T helper e citotossiche, recettori delle cellule T, cellule B e selezione clonale, tolleranza immunitaria, memoria immunologica e vaccinazione, immunità mucosale e organi linfatici); gli anticorpi (la loro struttura a quattro catene e ricombinazione genica, le cinque classi di immunoglobuline, neutralizzazione, opsonizzazione e fissazione del complemento, affinità e avidità, reattività crociata e radioimmunodosaggio); e le alterazioni dell'immunità (immunodeficienza, ipersensibilità immediata e ritardata e allergia, autoimmunità e strategie di evasione dei patogeni).
- Riproduzione e sviluppo animaleCarte di ripasso su come gli animali si riproducono e si sviluppano: modalità asessuate (scissione, gemmazione, frammentazione e partenogenesi) rispetto alla riproduzione sessuata, ermafroditismo e sistemi genetici, cromosomici e ambientali di determinazione del sesso; strategie di fecondazione (riproduzione esterna rispetto alla fecondazione interna, e oviparità, ovoviviparità e viviparità); anatomia riproduttiva umana e gametogenesi (organi maschili e femminili, sperma e ghiandole accessorie, e spermatogenesi e ovogenesi per meiosi); controllo ormonale della riproduzione (asse ipotalamo-ipofisi-gonadi, testosterone, estradiolo e progesterone, cicli ovarico e mestruale, e menopausa); gravidanza e parto umani (impianto e beta-hCG, placenta, i tre trimestri, travaglio e allattamento, contraccezione, infertilità e riproduzione assistita); sviluppo embrionale precoce (fecondazione e blocchi alla polispermia, segmentazione, blastula e blastocisti, e gastrulazione nei tre foglietti germinativi); e organogenesi e formazione del corpo dei vertebrati (tubo neurale, somiti, notocorda, assi corporei e asimmetria sinistra-destra).
- Ecologia e biosferaCarte di ripasso sull'ecologia e la biosfera: l'ambito dell'ecologia e i suoi quattro livelli di organizzazione (organismo, popolazione, comunità ed ecosistema), le interazioni tra specie e il mutualismo; la biogeografia, le specie endemiche rispetto a quelle generaliste e i fattori abiotici (luce, temperatura, acqua, nutrienti inorganici, ossigeno, vento e fuoco) che determinano dove vivono gli organismi, inclusi il rimescolamento dei laghi, la risalita delle acque profonde, la migrazione, il torpore e la produttività primaria netta; i biomi terrestres (foresta pluviale tropicale, savana, deserto subtropicale, chaparral, prateria temperata, foresta temperata, foresta boreale e tundra artica) con il loro clima, vegetazione e suoli; i biomi acquatici (zone oceaniche, barriere coralline e sbiancamento, estuari, laghi e stagni, fiumi e torrenti e zone umide); e il clima rispetto al tempo meteorologico, le registrazioni delle carote di ghiaccio, i cicli di Milankovitch, l'effetto serra e i gas serra, l'aumento dell'anidride carbonica atmosferica, il feedback del metano e dei clatrati, la perdita di ghiacciai e ghiaccio, l'innalzamento del livello del mare e i cambiamenti fenologici.
- Ecologia delle popolazioni e delle comunitàCarte di ripasso sull'ecologia delle popolazioni e delle comunità: demografia delle popolazioni (dimensioni, densità, modelli di dispersione, campionamento per quadrati e cattura-ricattura, tavole di mortalità e curve di sopravvivenza di tipo I, II e III); cicli vitali e selezione naturale (bilanci energetici, fecondità, semelparità contro iteroparità e costo della riproduzione); limiti ambientali alla crescita (curve a J esponenziali, tasso di incremento pro capite, capacità portante e crescita logistica); dinamica delle popolazioni (regolazione dipendente e indipendente dalla densità e selezione K contro selezione r); crescita della popolazione umana e struttura per età; ecologia delle comunità (predazione e ciclo lince-lepre, difese e mimetismo, esclusione competitiva, simbiosi, specie fondatrici e chiave, specie invasive e successione); e biologia comportamentale (comportamento innato contro appreso, cinesi e tassia, schemi di azione fissa, migrazione, foraggiamento, comunicazione, sistemi di accoppiamento e selezione sessuale, condizionamento, selezione di parentela e altruismo).
- EcosistemiCarte di ripasso sugli ecosistemi: l'ecologia degli ecosistemi (categorie d'acqua dolce, marine e terrestri; equilibrio, resistenza e resilienza; catene alimentari, livelli trofici e reti trofiche; reti trofiche di pascolo e detritiche; e modelli concettuali, analitici e di simulazione); il flusso di energia attraverso gli ecosistemi (fotoautotrofi e chemioautotrofi; produttività primaria lorda e netta; efficienza di trasferimento del livello trofico ed efficienza di produzione netta; piramidi ecologiche dei numeri, della biomassa e dell'energia; e biomagnificazione di DDT, PCB e metalli pesanti); e i cicli biogeochimici (i cicli dell'acqua, del carbonio, dell'azoto, del fosforo e dello zolfo, tra cui fissazione dell'azoto, ammonificazione, nitrificazione e denitrificazione, eutrofizzazione e zone morte, e piogge acide).
- Biologia della conservazione e biodiversitàCarte di ripasso sulla biologia della conservazione e la biodiversità: la crisi della biodiversità (diversità genetica, delle specie e degli ecosistemi; quante specie esistono e quante sono classificate; il gradiente equatoriale, l'endemismo e gli hotspot di biodiversità; le cinque estinzioni di massa e l'attuale sesta; i tassi di estinzione di fondo rispetto a quelli attuali; e la relazione specie-area); l'importanza della biodiversità per la vita umana (farmaci da piante e animali; parenti selvatici delle colture e banche dei semi; organismi del suolo, impollinatori e collasso delle colonie, controllo naturale dei parassiti e pesca); le minacce alla biodiversità (perdita di habitat, sfruttamento eccessivo, specie invasive e cambiamento climatico); e la conservazione della biodiversità (DNA barcoding; CITES, l'Endangered Species Act e il Migratory Bird Treaty Act; la progettazione delle riserve naturali e la biogeografia delle isole; le specie chiave; e l'allevamento in cattività).
- Concetti essenziali (Chimica)Carte di ripasso sui concetti essenziali della chimica: la chimica nel contesto (la scienza centrale; ipotesi, legge e teoria; i domini macroscopico, microscopico e simbolico); fasi e classificazione della materia (gli stati della materia e il plasma; massa contro peso; conservazione della materia; sostanze pure, elementi, composti e miscele; atomi e molecole); proprietà e cambiamenti fisici e chimici (proprietà estensive contro intensive; il diamante di pericolo NFPA); misurazioni (unità di base del SI e prefissi metrici; volume e densità); incertezza di misura (cifre significative, arrotondamento, accuratezza contro precisione); e il trattamento matematico delle misurazioni (analisi dimensionale, fattori di conversione e scale di temperatura).
- Atomi, molecole e ioni (Chimica)Carte di ripasso su atomi, molecole e ioni: prime idee nella teoria atomica (postulati di Dalton; leggi di conservazione della materia, delle proporzioni definite e delle proporzioni multiple); l'evoluzione della teoria atomica (raggi catodici di Thomson e l'elettrone; esperimento della goccia d'olio di Millikan; modello a panettone; esperimento della lamina d'oro di Rutherford e il nucleo; il protone, il neutrone e gli isotopi); struttura e simbolismo atomico (l'unità di massa atomica; numero atomico, numero di massa e conteggio dei neutroni; notazione degli isotopi; ioni, cationi e anioni; massa atomica media); formule chimiche (formule molecolari, empiriche e di struttura; modelli molecolari); la tavola periodica (la legge periodica; periodi e gruppi; metalli, non metalli e metalloidi; le famiglie degli elementi); composti molecolari e ionici (legami ionici e covalenti; cariche ioniche; ioni monoatomici e poliatomici); e nomenclatura chimica (denominazione dei composti ionici e il sistema di Stock, composti molecolari binari e acidi).
- Composizione di sostanze e soluzioni (Chimica)Carte di ripasso sulla composizione di sostanze e soluzioni: massa formulare e concetto di mole (massa formulare rispetto alla massa molecolare; la mole e il numero di Avogadro; massa molare e conversioni massa-mole-entità); determinazione delle formule empiriche e molecolari (composizione percentuale; derivazione di una formula empirica dalle masse degli elementi o dalla composizione percentuale; il multiplo intero che collega le formule empiriche e molecolari); molarità (soluzione, solvente, soluto e soluzione acquosa; concentrazione; molarità e la sua unità; diluizione e l'equazione di diluizione); e altre unità per le concentrazioni delle soluzioni (percentuale in massa, percentuale in volume, percentuale massa-volume, parti per milione e parti per miliardo).
- Stechiometria delle reazioni chimiche (Chimica)Carte di ripasso sulla stechiometria delle reazioni chimiche: scrittura e bilanciamento delle equazioni chimiche (reagenti, prodotti, coefficienti, pedici, conservazione della materia, simboli di stato ed equazioni molecolari, ioniche complete e ioniche nette); classificazione delle reazioni chimiche (precipitazione e regole di solubilità, acidi e basi di Arrhenius, forti contro deboli, e neutralizzazione, ossidoriduzione, numeri di ossidazione, agenti ossidanti e riducenti, combustione e spostamento singolo); stechiometria delle reazioni (rapporto molare e calcoli massa-massa); rese delle reazioni (reagenti limitanti e in eccesso, e resa teorica, effettiva e percentuale); e analisi chimica quantitativa (titolazione, analisi gravimetrica e analisi per combustione).
- Termochimica (Chimica)Carte di ripasso sulla termochimica: basi dell'energia (energia, lavoro, energia cinetica e potenziale, conservazione dell'energia, energia termica, temperatura, calore, processi esotermici ed endotermici, la caloria e il joule, capacità termica, calore specifico e molare, e q = m c deltaT); calorimetria (calorimetri, sistema e ambiente, calorimetri a tazza di caffè e bombe calorimetriche, scaldamani e impacchi freddi, ed energia degli alimenti); ed entalpia (energia interna, primo principio della termodinamica, lavoro pressione-volume, funzioni di stato, entalpia e variazione di entalpia, equazioni termochimiche, stati standard, entalpie standard di combustione e di formazione, e legge di Hess).
- Struttura elettronica e proprietà periodiche (Chimica)Carte di ripasso sulla struttura elettronica degli atomi e gli andamenti periodici: energia elettromagnetica (lunghezza d'onda, frequenza, velocità della luce, radiazione del corpo nero, quantizzazione, fotoni, effetto fotoelettrico, spettri a righe, formula di Rydberg e dualismo onda-particella); il modello di Bohr dell'idrogeno (stati stazionari, energie orbitali quantizzate, stato fondamentale ed eccitati, raggio di Bohr e ionizzazione); lo sviluppo della teoria quantistica (lunghezza d'onda di de Broglie, principio di indeterminazione di Heisenberg, funzioni d'onda e orbitali atomici, i quattro numeri quantici, principio di esclusione di Pauli e forme degli orbitali); configurazioni elettroniche (principio di Aufbau, regola di Hund, ordine di riempimento dei sottolivelli, elettroni di valenza e interni, notazione dei gas nobili, configurazioni degli ioni e blocchi della tavola periodica); e variazioni periodiche (raggi atomici e ionici, carica nucleare efficace, energia di ionizzazione, affinità elettronica e carattere metallico).
- Legami chimici e geometria molecolare (Chimica)Carte di ripasso sui legami chimici e la forma molecolare: legame ionico (ioni, cationi e anioni, legami ionici e proprietà dei solidi ionici, regole di formazione di cationi e anioni, e disposizione del reticolo); legame covalente (coppie di elettroni condivise, lunghezza del legame, proprietà dei composti covalenti, legami covalenti puri e polari, ed elettronegatività e le sue tendenze periodiche); simboli e strutture di Lewis (coppie solitarie e di legame, regola dell'ottetto e sue eccezioni, legami singoli, doppi e tripli, e radicali liberi, molecole carenti di elettroni e ipervalenti); cariche formali e risonanza (formula della carica formale, selezione della struttura, e forme e ibridi di risonanza); forze dei legami ionici e covalenti (energia di legame, ordine di legame, entalpia di reazione dalle energie di legame, energia reticolare, e ciclo di Born-Haber); e struttura molecolare e polarità (teoria VSEPR, le cinque geometrie delle coppie di elettroni e i loro angoli di legame, effetti delle coppie solitarie, momenti di dipolo di legame, e polarità molecolare).
- Teorie avanzate del legame covalente (Chimica)Carte di ripasso sulla teoria avanzata del legame covalente: teoria del legame di valenza (la sovrapposizione di orbitali atomici semipieni, la sovrapposizione degli orbitali e la forza del legame, l'energia di formazione del legame e la distanza di legame, e i legami sigma e pi greco nei legami singoli, doppi e tripli); orbitali atomici ibridi (l'ibridazione e la sua relazione con la geometria delle coppie di elettroni VSEPR, e gli insiemi ibridi sp, sp2, sp3, sp3d e sp3d2 con le loro geometrie e angoli di legame); legami multipli (la descrizione sigma-più-pi greco dei legami doppi e tripli nell'etene e nell'acetilene, la rotazione limitata attorno ai legami doppi e la delocalizzazione nel benzene); e la teoria degli orbitali molecolari (orbitali molecolari leganti e antileganti dalla combinazione lineare di orbitali atomici, diagrammi degli orbitali molecolari, ordine di legame, paramagnetismo e diamagnetismo, il paramagnetismo dell'ossigeno e la mescolanza s-p nelle molecole biatomiche del secondo periodo).
- Gas (Chimica)Carte di ripasso sul comportamento dei gas: la pressione dei gas (la sua definizione come forza per area, la sua origine nelle collisioni molecolari, il pascal, l'atmosfera, il torr, il mm Hg, il bar e il psi e le loro conversioni, barometri e manometri, e la pressione idrostatica); le leggi semplici dei gas (leggi di Amontons/Gay-Lussac, Charles, Boyle e Avogadro con le loro equazioni) e la legge dei gas ideali PV = nRT con la costante dei gas, temperatura e pressione standard, il volume molare standard, la legge combinata dei gas e lo zero assoluto; la stechiometria dei gas (densità dei gas e massa molare dalla legge dei gas ideali, la legge dei volumi di combinazione, la legge delle pressioni parziali di Dalton, la frazione molare e la raccolta di un gas su acqua); effusione e diffusione (cammino libero medio, legge di Graham e arricchimento dell'uranio); la teoria cinetico-molecolare (i suoi postulati, l'energia cinetica molecolare, la velocità quadratica media e la distribuzione di Maxwell-Boltzmann); e il comportamento dei gas non ideali (deviazioni ad alta pressione e bassa temperatura, il fattore di compressibilità e l'equazione di van der Waals).
- Liquidi e solidi (Chimica)Carte di ripasso sulle fasi condensate della materia: forze intermolecolari (la distinzione dalle forze intramolecolari, forze di van der Waals, forze di dispersione/London e polarizzabilità, attrazioni dipolo-dipolo e legami a idrogeno); le proprietà dei liquidi (viscosità, coesione e adesione, tensione superficiale e capillarità); transizioni di fase (vaporizzazione e condensazione, pressione di vapore, punto di ebollizione, l'equazione di Clausius-Clapeyron, fusione e solidificazione, sublimazione e brinamento, e le entalpie associate); diagrammi di fase (i loro assi e regioni, le curve solido-liquido, liquido-gas e solido-gas, il punto triplo e il punto critico); lo stato solido (solidi cristallini contro amorfi e i quattro tipi di solidi cristallini: ionico, metallico, reticolo covalente e molecolare, più difetti cristallini e drogaggio); e strutture reticolari (la cella unitaria, le strutture cubica semplice, cubica a corpo centrato e cubica a facce centrate con i loro numeri di coordinazione ed efficienze di impacchettamento, impacchettamento compatto, cavità tetraedriche e ottaedriche, la struttura del cloruro di sodio e la diffrazione a raggi X con la legge di Bragg).
- Soluzioni e colloidi (Chimica)Carte di ripasso su soluzioni e colloidi: il processo di dissoluzione (soluto e solvente, la spontaneità e l'entropia della formazione della soluzione, le soluzioni ideali, le tre attrazioni intermolecolari coinvolte e la dissoluzione endotermica rispetto a quella esotermica); elettroliti (forti, deboli e non elettroliti, dissociazione, attrazione ione-dipolo e composti covalenti che si ionizzano reagendo con l'acqua); solubilità (soluzioni sature, insature e supersature, la legge di Henry per i gas, la miscibilità e la dipendenza della solubilità dalla temperatura); proprietà colligative (frazione molare e molalità, la legge di Raoult, l'abbassamento della tensione di vapore, l'innalzamento ebullioscopico e l'abbassamento crioscopico con le loro costanti, l'osmosi e la pressione osmotica, e il fattore di van't Hoff); e colloidi (la fase dispersa e il mezzo di dispersione, l'effetto Tyndall, sol, aerosol, emulsioni, gel e schiume, agenti emulsionanti, saponi e detergenti, particelle colloidali cariche, il precipitatore di Cottrell e i gel).
- Cinetica (Chimica)Carte di ripasso sulla cinetica chimica: velocità di reazione (velocità media, istantanea e iniziale, la convenzione dei segni, velocità dalla tangente a una curva concentrazione-tempo e relazioni stechiometriche di velocità); i fattori che influenzano le velocità (natura chimica, stato fisico e area superficiale, temperatura, concentrazione e catalizzatori); leggi di velocità (la costante di velocità, l'ordine di reazione, il metodo delle velocità iniziali e le unità di k); leggi di velocità integrate (le equazioni di primo, secondo e ordine zero, i loro grafici lineari e le loro emivite); teoria delle collisioni (energia di attivazione, il complesso attivato e l'equazione di Arrhenius con la sua forma lineare e il suo grafico); meccanismi di reazione (reazioni elementari, intermedi, molecolarità e il passaggio determinante la velocità); e catalisi (percorsi a minore energia di attivazione, catalizzatori omogenei rispetto a eterogenei, ed enzimi).
- Concetti fondamentali sull'equilibrio (Chimica)Carte di ripasso sui fondamenti dell'equilibrio chimico: reazioni reversibili ed equilibrio dinamico (velocità dirette e inverse uguali, concentrazioni costanti, la doppia freccia); il quoziente di reazione Q e la costante di equilibrio K (la forma della concentrazione Qc e la forma della pressione Qp, la legge di azione di massa, il significato dei valori grandi e piccoli di K, l'uso di Q rispetto a K per prevedere la direzione della reazione, la relazione Kp = Kc(RT)^delta-n, e gli equilibri omogenei rispetto a quelli eterogenei con l'omissione di solidi e liquidi puri); la manipolazione delle costanti di equilibrio per reazioni inverse, moltiplicate e combinate; il principio di Le Chatelier (come le variazioni di concentrazione, pressione-volume e temperatura spostano un equilibrio, perché un catalizzatore non lo fa, e gli esempi del processo Haber e delle bevande gassate); e i calcoli dell'equilibrio con le tabelle ICE, la formula quadratica e l'approssimazione per K piccoli.
- Equilibri acido-base (Chimica)Schede di ripasso sugli equilibri acido-base in soluzione acquosa: il modello di Brønsted-Lowry (donatori e accettori di protoni, coppie acido-base coniugate, specie anfotere e autoionizzazione dell'acqua con la sua costante del prodotto ionico Kw); le scale di pH e pOH (le loro definizioni, la relazione a 25 C pH + pOH = 14 e gli intervalli acido, neutro e basico); le forze relative di acidi e basi (forti o deboli, Ka e Kb, percentuale di ionizzazione, la relazione Ka x Kb = Kw per una coppia coniugata, l'effetto livellante e gli andamenti legati alla struttura molecolare negli idracidi e negli ossiacidi); l'idrolisi dei sali e l'acidità degli ioni metallici idratati; gli acidi poliprotici e le loro costanti di ionizzazione successive; le soluzioni tampone (composizione, azione, capacità ed equazione di Henderson-Hasselbalch); e le titolazioni acido-base (curve di titolazione, punti di equivalenza e punti finali, e scelta dell'indicatore).
- Equilibri di altre classi di reazioni (Chimica)Schede di ripasso sulla solubilità e su altri equilibri oltre i semplici sistemi acido-base: precipitazione e dissoluzione (la costante del prodotto di solubilità Ksp, la solubilità molare, le soluzioni sature, insature e sovrassature, il prodotto ionico Qsp e il suo confronto con Ksp per prevedere la precipitazione, l'effetto dello ione comune, la precipitazione selettiva e la solubilità controllata dal pH); acidi e basi di Lewis (donatori e accettori di coppie di elettroni, legami covalenti di coordinazione, addotti acido-base, ioni complessi e i loro leganti, e la costante di formazione Kf); ed equilibri accoppiati (specie condivise che collegano due equilibri, la regola del prodotto delle K, la solubilità aumentata dagli acidi dei sali ad anione basico e la dissoluzione guidata dalla formazione di ioni complessi), con applicazioni come l'acidificazione degli oceani sul carbonato di calcio e la fluorurazione dello smalto dentale.
- Termodinamica (Chimica)Schede di ripasso sulla termodinamica chimica: la spontaneità (processi spontanei e non spontanei, l'indipendenza della spontaneità dalla velocità di reazione e la dispersione della materia e dell'energia); l'entropia (la funzione di stato S, delta-S = q_rev/T, la relazione di Boltzmann S = k ln W e i microstati, e come l'entropia varia in base allo stato della materia, ai passaggi di stato, alla temperatura e alla dissoluzione); il secondo e il terzo principio (l'entropia dell'universo, le regole dei segni di delta-S_univ per la spontaneità e l'equilibrio, la variazione di entropia dell'ambiente e l'entropia nulla di un cristallo perfetto a 0 K); e l'energia libera di Gibbs (G = H - TS, delta-G = delta-H - T delta-S, il criterio del segno di delta-G, le energie libere standard di reazione e di formazione, delta-G = delta-G degree + RT ln Q, delta-G degree = -RT ln K, e la dipendenza della spontaneità dalla temperatura).
- Elettrochimica (Chimica)Schede di ripasso sull'elettrochimica: un ripasso della chimica redox (i numeri di ossidazione e le loro regole, gli ossidanti e i riducenti, e il metodo delle semireazioni per bilanciare le equazioni redox); le celle galvaniche (semicelle, anodo e catodo, ponti salini, elettrodi attivi e inerti, e la notazione di cella); i potenziali di elettrodo e di cella (il volt, il potenziale standard di cella, l'elettrodo standard a idrogeno, i potenziali standard di riduzione tabulati, e la previsione della spontaneità); i legami tra potenziale, energia libera ed equilibrio (delta-G = -nFE, la costante di Faraday, la relazione tra E-grado-cella e K, e l'equazione di Nernst); le batterie e le celle a combustibile (celle primarie e secondarie, le batterie a secco, alcalina, NiCd, agli ioni di litio e al piombo-acido, e la cella a combustibile a idrogeno); la corrosione (l'elettrochimica della ruggine e i metodi di protezione come la zincatura, la passivazione e gli anodi sacrificali); e l'elettrolisi (celle elettrolitiche, sovratensione, i processi Downs e cloro-alcali, e la stechiometria che collega la carica alla quantità di sostanza prodotta).
- Metalli rappresentativi, metalloidi e non metalli (Chimica)Schede di ripasso sulla chimica descrittiva degli elementi rappresentativi: la periodicità e il comportamento periodico dei metalli rappresentativi (alcalini, alcalino-terrosi, gruppo 12 e i metalli dei gruppi da 13 a 15, oltre all'effetto della coppia inerte e agli allotropi); la presenza e la preparazione dei metalli rappresentativi (elettrolisi nelle celle di Downs e di Hall-Heroult e riduzione chimica come il processo Pidgeon); la struttura e le proprietà dei sei metalloidi (boro, silicio, germanio, arsenico, antimonio e tellurio) e dei loro ossidi, alogenuri e silicati; la struttura e le proprietà dei non metalli (allotropi del carbonio, allotropi del fosforo e dello zolfo e tendenze periodiche); l'idrogeno e i suoi composti (isotopi, preparazione, ammoniaca e processo Haber, gli alogenuri di idrogeno); i carbonati e gli idrogenocarbonati; e la presenza, la preparazione e le proprietà di azoto, fosforo, ossigeno (compresi ozono, ossidi, perossidi, superossidi e idrossidi), zolfo, alogeni e gas nobili.
- Metalli di transizione e chimica di coordinazione (Chimica)Schede di ripasso sui metalli di transizione e sulla chimica di coordinazione: le proprietà dei metalli di transizione e dei metalli di transizione interni (lantanidi e attinidi), le loro configurazioni elettroniche, gli stati di ossidazione e gli andamenti periodici; la presenza, l'estrazione e la raffinazione dei metalli di transizione (arrostimento, fusione, altoforno, produzione dell'acciaio, estrazione del rame e idrometallurgia dell'argento); la preparazione e la chimica di alogenuri, ossidi, idrossidi e carbonati dei metalli di transizione; i composti e i complessi di coordinazione (leganti, dentità, chelati, numero e geometria di coordinazione, nomenclatura e i numerosi tipi di isomeria); i ruoli biologici e industriali dei composti di coordinazione (emoglobina, clorofilla, cisplatino, EDTA e catalisi); e la teoria del campo cristallino, compresa la separazione degli orbitali d nelle geometrie ottaedrica, tetraedrica e planare quadrata, i complessi ad alto spin e a basso spin, la serie spettrochimica e l'origine del colore e del magnetismo nei composti di coordinazione.
- Chimica organica (Chimica)Schede di ripasso sulla chimica organica: gli idrocarburi (alcani, alcheni, alchini e composti aromatici), i loro legami, la loro ibridazione, le loro reazioni (sostituzione e addizione), la loro isomeria (costituzionale e geometrica) e la nomenclatura IUPAC; i gruppi funzionali contenenti ossigeno, compresi gli alcoli e gli eteri; i composti carbonilici aldeidi, chetoni, acidi carbossilici ed esteri, con i loro gruppi funzionali, la loro nomenclatura, le loro relazioni di ossidazione e riduzione ed esempi di tutti i giorni; e le ammine e le ammidi azotate, comprese l'ammidazione, i legami peptidici, le proteine, gli enzimi e le poliammidi come il Kevlar.
- Chimica nucleare (Chimica)Schede di ripasso sulla chimica nucleare: la struttura e la stabilità del nucleo (nucleoni, numero atomico e numero di massa, isotopi, la forza forte, difetto di massa ed energia di legame, la banda di stabilità e i numeri magici); la scrittura e il bilanciamento delle equazioni nucleari con particelle alfa, beta, positroni e gamma; il decadimento radioattivo (emissione alfa, beta, gamma, emissione di positroni e cattura elettronica, tempo di dimezzamento, cinetica del primo ordine e datazione radiometrica); la trasmutazione e l'energia nucleare (acceleratori di particelle, elementi transuranici, fissione, reazioni a catena, progettazione dei reattori e fusione); gli usi dei radioisotopi (traccianti medici, terapia e rivelatori di fumo); e gli effetti biologici delle radiazioni (radiazioni ionizzanti e non ionizzanti, potere di penetrazione e schermatura, le unità becquerel, curie, gray, rad, sievert e rem, efficacia biologica relativa, radon, limiti di dose e rivelatori).
- Unità e misura (Fisica)Schede di ripasso sulle unità e la misura: la portata e la scala della fisica (la fisica come scienza, gli ordini di grandezza, i modelli, le teorie e le leggi, e le scale di lunghezza, massa e tempo dell'universo); le unità e i campioni (le grandezze fisiche, le grandezze fondamentali rispetto a quelle derivate, le sette grandezze e unità fondamentali del SI, le definizioni moderne del secondo e del metro, e i prefissi metrici); la conversione delle unità mediante fattori di conversione; l'analisi dimensionale (i simboli delle dimensioni fondamentali L, M, T, I, theta, N e J, le grandezze adimensionali, la coerenza dimensionale e gli argomenti trascendenti); le stime e i calcoli di Fermi; le cifre significative (l'accuratezza rispetto alla precisione, l'incertezza rispetto alla discrepanza, l'incertezza percentuale, il conteggio delle cifre significative, e le regole per le operazioni aritmetiche e i numeri esatti); e la strategia in tre fasi per risolvere i problemi di fisica.
- Vettori (Fisica)Schede di ripasso sui vettori: scalari e vettori (modulo e direzione, notazione, spostamento, vettori uguali, paralleli, antiparalleli, ortogonali e opposti, moltiplicazione per uno scalare, risultanti, le proprietà commutativa, associativa e distributiva, le regole del parallelogramma e punta-coda, i versori e la sottrazione tra vettori); sistemi di coordinate e componenti (componenti vettoriali e scalari, i versori i, j e k, la forma in componenti, il modulo e l'angolo di direzione dalle componenti, le regole dei quadranti, le coordinate polari e gli assi destrorsi); l'algebra dei vettori (il metodo analitico per componenti, l'addizione, la sottrazione e la moltiplicazione per uno scalare componente per componente, l'uguaglianza, il vettore nullo e i versori a partire dal modulo); e i prodotti tra vettori (il prodotto scalare e il prodotto vettoriale, le loro proprietà, le identità dei versori, le forme in componenti e le applicazioni al lavoro e al momento torcente).
- Moto rettilineo (Fisica)Carte di ripasso sulla cinematica unidimensionale: la posizione e il sistema di riferimento; lo spostamento come variazione della posizione (valore finale meno iniziale), un vettore misurato in metri, e la sua distinzione dalla distanza percorsa; la velocità media come spostamento diviso per il tempo trascorso; la velocità istantanea come derivata temporale della posizione e pendenza del grafico posizione-tempo; la rapidità come grandezza scalare e la rapidità istantanea come modulo della velocità; l'accelerazione media e istantanea come tasso di variazione della velocità e pendenza del grafico velocità-tempo, con le convenzioni sui segni che collegano la direzione dell'accelerazione e della velocità all'accelerare o al rallentare; le equazioni cinematiche ad accelerazione costante e la notazione relativa; la caduta libera sotto la sola azione della gravità, con un'accelerazione g diretta verso il basso; e il calcolo della velocità e dello spostamento integrando l'accelerazione e la velocità nel tempo.
- Moto in due e tre dimensioni (Fisica)Schede di ripasso sulla cinematica in due e tre dimensioni: i vettori posizione, spostamento e velocità in notazione vettoriale unitaria e le loro forme in componenti; la velocità istantanea come derivata della posizione e sempre tangente alla traiettoria; il vettore accelerazione come derivata prima della velocità e derivata seconda della posizione; l'indipendenza del moto lungo assi perpendicolari e le equazioni del moto ad accelerazione costante applicate a ciascun asse; il moto di un proiettile con accelerazione orizzontale nulla e gravità diretta verso il basso, comprese le componenti del lancio, il tempo di volo, l'altezza massima, la gittata, il massimo a 45 gradi, gli angoli di lancio complementari e la traiettoria parabolica; il moto circolare uniforme e non uniforme, l'accelerazione centripeta espressa attraverso la velocità, il periodo e la frequenza angolare, e l'accelerazione tangenziale e totale; e il moto relativo, con le regole di addizione di posizione, velocità e accelerazione tra sistemi di riferimento e l'invarianza dell'accelerazione tra sistemi che si muovono a velocità relativa costante.
- Leggi del moto di Newton (Fisica)Schede di ripasso sulle leggi del moto di Newton: la forza come spinta o trazione vettoriale misurata in newton, le forze esterne, di contatto e di campo, le quattro forze fondamentali e la forza netta come somma vettoriale; il primo principio della dinamica di Newton, l'inerzia e la sua misura tramite la massa, i sistemi di riferimento inerziali e l'equilibrio in assenza di forza netta; il secondo principio di Newton in forma scalare e vettoriale, F_net = m a e la sua forma in quantità di moto F_net = dp/dt, con le proporzionalità tra forza, massa e accelerazione; la massa rispetto al peso, w = m g, e come il peso vari con la gravità locale mentre la massa no; il terzo principio di Newton e le coppie azione-reazione che agiscono su corpi diversi, inclusa la spinta; le forze comuni come la forza normale, la tensione, l'attrito, la forza di richiamo di una molla (legge di Hooke) e la distinzione tra forze reali e fittizie; e come disegnare e usare i diagrammi di corpo libero per applicare il secondo principio di Newton.
- Applicazioni delle leggi di Newton (Fisica)Schede di ripasso sull'applicazione delle leggi di Newton: la strategia sistematica di risoluzione dei problemi che consiste nello schematizzare la situazione, disegnare un diagramma di corpo libero delle forze esterne, applicare la seconda legge di Newton lungo ciascun asse coordinato e verificare il risultato; l'equilibrio statico e dinamico, la tensione in una corda priva di massa su una carrucola priva di attrito, il peso apparente e i problemi dell'ascensore, e gli oggetti collegati. L'attrito come forza di contatto che si oppone al moto relativo, l'attrito statico rispetto a quello cinetico, le leggi f_s <= mu_s N e f_k = mu_k N, i coefficienti di attrito adimensionali, l'indipendenza dall'area di contatto e le origini microscopiche dell'attrito. L'accelerazione e la forza centripete nel moto circolare uniforme, F_c = m v^2/r = m r omega^2, le curve sopraelevate ideali con theta = arctan(v^2/rg), i sistemi di riferimento inerziali e non inerziali, e le forze fittizie centrifuga e di Coriolis. E la forza di resistenza in un fluido, F_D = (1/2) C rho A v^2, il coefficiente di resistenza, la velocità limite v_T = sqrt(2mg/(rho C A)) e la legge di Stokes per piccoli oggetti lenti.
- Lavoro ed energia cinetica (Fisica)Schede di ripasso su lavoro ed energia cinetica: il lavoro come trasferimento di energia quando una forza agisce lungo uno spostamento, il lavoro infinitesimo dW = F.dr, il risultato per una forza costante W = Fd cos(theta), la regola della componente parallela, il lavoro come integrale di linea o area sotto la curva forza-spostamento, il segno del lavoro, il joule e il piede-libbra, e il lavoro compiuto dall'attrito, dalla gravità e da una molla, comprese le forze conservative e dissipative e il lavoro nullo lungo un percorso chiuso. L'energia cinetica K = (1/2)mv^2 come scalare non negativo che dipende dalla velocità e dal sistema di riferimento, la sua unità il joule, la forma in quantità di moto K = p^2/(2m), e l'energia cinetica traslazionale rispetto a quella rotazionale. Il teorema dell'energia cinetica W_net = K_f - K_i derivato dalla seconda legge di Newton, il suo uso per forze variabili e traiettorie curve senza attrito, e le conseguenze di un lavoro netto positivo, negativo o nullo. E la potenza come il tasso con cui si compie lavoro, la potenza media W/t, la potenza istantanea dW/dt = F.v, il watt e il cavallo vapore.
- Energia potenziale e conservazione dell'energia (Fisica)Schede di ripasso sull'energia potenziale e sulla conservazione dell'energia: l'energia potenziale come energia immagazzinata in un sistema a causa della configurazione dei suoi oggetti interagenti, la regola secondo cui la variazione di energia potenziale è l'opposto del lavoro svolto dalla forza conservativa associata, la costante additiva arbitraria e la scelta di un riferimento zero, l'energia potenziale gravitazionale U = mgy vicino alla superficie terrestre, e l'energia potenziale elastica U = (1/2)kx^2 di una molla. Le forze conservative (lavoro indipendente dal percorso, lavoro nullo lungo un percorso chiuso) contrapposte alle forze dissipative non conservative come l'attrito e la resistenza dell'aria, il recupero di una forza conservativa dalla sua energia potenziale tramite F = -dU/dx o il gradiente, e il test del rotore. L'energia meccanica E = K + U, la sua conservazione quando solo le forze conservative compiono lavoro, W_nc = variazione di E quando ciò non accade, e la legge di conservazione dell'energia. I diagrammi dell'energia potenziale: la linea dell'energia totale, la condizione K = E - U >= 0, i punti di inversione, le regioni permesse e proibite, la forza come opposto della pendenza, i punti di equilibrio, gli equilibri stabili e instabili in base alla derivata seconda, la velocità massima in un minimo di potenziale, e la buca di potenziale infinita. E le fonti di energia: l'energia termica, chimica, radiante e nucleare, le fonti rinnovabili e non rinnovabili, le perdite di conversione, l'energia idroelettrica, eolica e solare, e la ripartizione mondiale dell'energia nel 2010.
- Quantità di moto e urti (Fisica)Schede di ripasso sulla quantità di moto e sugli urti: la quantità di moto p = mv come vettore orientato lungo la velocità, misurata in kg·m/s, che caratterizza la quantità di movimento di un corpo e dipende linearmente dalla massa e dalla velocità. L'impulso J come forza per tempo, le sue forme infinitesimale e integrale, il teorema dell'impulso J = delta p, la seconda legge di Newton nella forma F = dp/dt e la forza media in un urto. La conservazione della quantità di moto per un sistema chiuso e perché le coppie interne della terza legge di Newton si annullano mentre le forze esterne modificano la quantità di moto totale. I tipi di urti: la quantità di moto si conserva sempre, l'energia cinetica solo negli urti elastici, gli urti anelastici e perfettamente anelastici e le esplosioni. Gli urti in più dimensioni con conservazione lungo ciascuna direzione ed equazioni per componenti. Il centro di massa come posizione media ponderata della massa, r_CM e le sue forme per componenti e integrale, F_ext = M a_CM e la velocità costante del centro di massa di un sistema con forza esterna nulla. E la propulsione a razzo come sistema a massa variabile, la velocità di scarico, l'equazione di Tsiolkovsky delta v = u ln(m_0/m) e l'effetto della gravità durante il lancio.
- Rotazione attorno a un asse fisso (Fisica)Schede di ripasso sulla rotazione di un corpo rigido attorno a un asse fisso. Variabili di rotazione: la posizione angolare theta = s/r in radianti, lo spostamento angolare, la velocità angolare omega = d theta/dt e l'accelerazione angolare alpha = d omega/dt, con la convenzione di segno positivo in senso antiorario e la regola della mano destra per la direzione del vettore velocità angolare. Rotazione con accelerazione angolare costante: le quattro equazioni cinematiche della rotazione come analoghe dirette di quelle del moto lineare (theta per x, omega per v, alpha per a). Relazione tra grandezze angolari e di traslazione: la velocità tangenziale v_t = r omega, l'accelerazione tangenziale a_t = r alpha, l'accelerazione centripeta a_c = r omega^2 e l'accelerazione lineare totale. Momento d'inerzia ed energia cinetica rotazionale: K = (1/2) I omega^2, I = sum m r^2 come analogo della massa nella rotazione, e la sua dipendenza dall'asse e dalla distribuzione della massa. Calcolo dei momenti d'inerzia: l'integrale I = integral r^2 dm, il teorema degli assi paralleli (Huygens-Steiner) I = I_cm + m d^2, e i risultati classici per un'asta (rispetto al centro e a un'estremità), un disco e corpi composti. Il momento torcente tau = r x F, il suo modulo r F sin theta, il braccio della leva, il momento netto e il suo segno. La seconda legge di Newton per la rotazione, sum tau = I alpha, l'analogo di F = ma nella rotazione. E il lavoro e la potenza nel moto rotatorio, W = integral tau d theta, il teorema dell'energia cinetica, e P = tau omega.
- Momento angolare (Fisica)Schede di ripasso sul momento angolare e sul moto di rotolamento. Rotolamento senza strisciamento: il punto di contatto è istantaneamente fermo, v_CM = R omega, a_CM = R alpha e d_CM = R theta; l'accelerazione lungo un piano inclinato a_CM = m g sin(theta)/(m + I_CM/r^2), il limite di attrito statico necessario per evitare lo strisciamento, e la ripartizione dell'energia cinetica tra quella di traslazione (1/2) m v_CM^2 e quella di rotazione (1/2) I_CM omega^2, senza che l'attrito compia lavoro. Momento angolare di una particella: l = r x p, di modulo r p sin(theta), con direzione data dalla regola della mano destra, la forma con braccio di leva l = r_perp m v, e l'unità kg m^2/s. La forma rotazionale della seconda legge di Newton, sum tau = dl/dt, e per un sistema sum tau_ext = dL/dt. Momento angolare di un corpo rigido, L = I omega, diretto lungo l'asse di rotazione. Conservazione del momento angolare quando il momento torcente esterno netto è nullo: I omega = I' omega', l'effetto della pattinatrice, e l'aumento dell'energia cinetica di rotazione K'_rot = K_rot (I/I'). E la precessione di un giroscopio: il momento torcente gravitazionale tau = r M g sin(theta) perpendicolare a L, la velocità di precessione omega_p = r M g/(I omega), la nutazione, e la precessione della Terra lungo 26.000 anni.
- Equilibrio statico ed elasticità (Fisica)Schede di ripasso sull'equilibrio statico dei corpi rigidi e su sforzo, deformazione ed elasticità. L'equilibrio statico richiede accelerazione lineare e accelerazione angolare nulle: la prima condizione annulla la somma vettoriale delle forze esterne (equilibrio di traslazione), la seconda annulla la somma dei momenti torcenti rispetto a un asse qualsiasi (equilibrio di rotazione), entrambe contemporaneamente. Per la rotazione attorno a un asse z fisso le sei equazioni scalari si riducono a tre, il modulo del momento torcente è r F sin(theta), il perno può essere scelto liberamente e il peso agisce nel centro di gravità. Risoluzione dei problemi di equilibrio: diagrammi di corpo libero con le forze nei loro punti di applicazione reali, scelta del perno per eliminare un'incognita, casi staticamente indeterminati e le forze normale, di attrito, di tensione e di cerniera coinvolte. Lo sforzo è la forza per unità di area e la deformazione è la deformazione frazionaria adimensionale; entro il limite lineare, sforzo = modulo elastico per deformazione, misurato in pascal. Sforzi e deformazioni di trazione, compressione, di volume (bulk) e di taglio definiscono il modulo di Young, il modulo di compressibilità e il modulo di taglio. L'elasticità, i limiti di proporzionalità ed elastico, la legge di Hooke, la regione plastica, la deformazione permanente e lo sforzo di rottura.
- Gravitazione (Fisica)Schede di ripasso sulla gravità newtoniana e sulle sue conseguenze. La legge di gravitazione universale di Newton fornisce una forza attrattiva inversamente proporzionale al quadrato F = G m1 m2 / r^2 lungo la retta che congiunge due masse, con la costante universale G misurata per la prima volta da Cavendish; i corpi a simmetria sferica agiscono come se tutta la loro massa fosse concentrata nel centro, e le forze risultanti si sommano per sovrapposizione. Gravitazione in prossimità della superficie terrestre: g = GM/r^2, peso W = mg, la caduta di tutte le masse con lo stesso ritmo e le piccole correzioni dovute all'altitudine, alla rotazione della Terra e al suo rigonfiamento equatoriale. Energia potenziale gravitazionale U = -GMm/r (nulla all'infinito), conservazione dell'energia meccanica totale, velocità di fuga sqrt(2GM/R) e legame gravitazionale. Orbite dei satelliti: velocità e periodo orbitali circolari, energia orbitale E = -GMm/2r, orbite geostazionarie e assenza di peso in caduta libera. Le tre leggi di Keplero sul moto dei pianeti (ellissi, aree uguali e la relazione tra periodo e semiasse maggiore) e il loro fondamento nel momento angolare e nella forza inversamente proporzionale al quadrato. Forze di marea, maree sizigiali e di quadratura, rotazione sincrona e il riscaldamento di Io. Infine la teoria della gravità di Einstein: il principio di equivalenza, la curvatura dello spaziotempo, il raggio di Schwarzschild e i buchi neri, le lenti gravitazionali e la dilatazione del tempo.
- Meccanica dei fluidi (Fisica)Schede di ripasso sulla meccanica dei fluidi in quiete e in movimento. La densità rho = m/V, la densità relativa e gli stati della materia. La pressione p = F/A come grandezza scalare che agisce ugualmente in tutte le direzioni e aumenta con la profondità secondo p = p0 + rho g h. La misura della pressione: pressione relativa e pressione assoluta, il pascal e altre unità, il barometro e il manometro. Il principio di Pascal e come i sistemi idraulici moltiplicano la forza senza produrre lavoro aggiuntivo. Il principio di Archimede e il galleggiamento: la spinta di Archimede è pari al peso del fluido spostato, e il galleggiamento, l'affondamento e il peso apparente derivano dalla densità. La dinamica dei fluidi: la portata, l'equazione di continuità, il flusso laminare e quello turbolento, e i fluidi ideali. L'equazione di Bernoulli come conservazione dell'energia lungo una linea di corrente, il principio di Bernoulli che lega velocità e pressione, e il trascinamento. Infine la viscosità, il numero di Reynolds, la legge di Poiseuille e la sua forte dipendenza dal raggio del tubo, e l'insorgenza della turbolenza.
- Oscillazioni (Fisica)Schede di ripasso sul moto oscillatorio. Il moto periodico, il periodo e la frequenza, e l'ampiezza. Il moto armonico semplice (MAS) come moto prodotto da una forza di richiamo che segue la legge di Hooke: la posizione x(t) = A cos(omega t + phi), la sua velocità e accelerazione, la frequenza angolare omega = sqrt(k/m) e il periodo T = 2 pi sqrt(m/k) che dipende solo dalla massa e dalla costante elastica. L'energia nel MAS: l'energia potenziale elastica e l'energia cinetica, l'energia totale conservata E = (1/2) k A^2 proporzionale al quadrato dell'ampiezza, e la velocità in qualsiasi posizione. Il MAS come proiezione di un moto circolare uniforme. I pendoli: il pendolo semplice con T = 2 pi sqrt(L/g), il pendolo fisico e il pendolo di torsione. Le oscillazioni smorzate: la forza di smorzamento proporzionale alla velocità, il decadimento esponenziale dell'ampiezza, e i regimi sottosmorzato, con smorzamento critico e sovrasmorzato. Le oscillazioni forzate: la frequenza propria, l'ampiezza a regime, e la risonanza quando la frequenza della forzante coincide con la frequenza propria.
- Onde (Fisica)Schede di ripasso sulle onde progressive e sulle onde stazionarie. Onde meccaniche in un mezzo rispetto alle onde elettromagnetiche e alle onde di materia. Ampiezza, lunghezza d'onda, periodo e frequenza, e le relazioni per la velocità dell'onda v = lambda/T = lambda*f. Onde trasversali rispetto a onde longitudinali (di compressione). La matematica delle onde: la funzione d'onda sinusoidale y = A sin(kx - omega t + phi), il numero d'onda k = 2 pi/lambda, la pulsazione omega = 2 pi/T, la fase e la costante di fase, la velocità e l'accelerazione trasversali di un elemento del mezzo, e l'equazione d'onda lineare. Velocità di un'onda su una corda tesa v = sqrt(F_T/mu) e la forma generale elasticità su inerzia. Energia e potenza di un'onda: P = (1/2) mu A^2 omega^2 v, la dipendenza dal quadrato dell'ampiezza e dal quadrato della frequenza, l'intensità I = P/A e la legge dell'inverso del quadrato per una sorgente puntiforme. Interferenza e sovrapposizione: interferenza costruttiva e distruttiva e l'ampiezza risultante 2A cos(phi/2). Onde stazionarie e risonanza: nodi e ventri, la funzione dell'onda stazionaria y = 2A sin(kx) cos(omega t), le lunghezze d'onda permesse lambda_n = 2L/n e le frequenze di risonanza f_n = n f_1 su una corda fissata a entrambe le estremità, armoniche, suoni armonici, modi normali e risonanza.
- Suono (Fisica)Schede di ripasso sul suono come perturbazione longitudinale della materia che si propaga verso l'esterno attraverso un mezzo. Compressioni e rarefazioni, le variazioni sinusoidali di pressione e spostamento e il loro sfasamento di un quarto di ciclo, e la relazione della velocità dell'onda v = omega/k = lambda*f. La velocità del suono: circa 331 m/s nell'aria secca a 0 C, 343 m/s a 20 C, la sua dipendenza dalla temperatura assoluta v = 331*sqrt(T/273 K), e le forme v = sqrt(Y/rho) in una barra solida e v = sqrt(gamma R T/M) in un gas ideale. L'intensità sonora I = P/A, la caduta con l'inverso del quadrato, la relazione dell'ampiezza di pressione, la soglia dell'udito 10^-12 W/m^2, e la scala dei decibel beta = 10 log10(I/I0). Onde sonore stazionarie e modi normali: nodi e ventri, tubi aperti a entrambe le estremità (tutte le armoniche, lambda_1 = 2L) rispetto a chiusi a un'estremità (solo le armoniche dispari, lambda_1 = 4L), fondamentali, armonici superiori e armoniche. Sorgenti di suono musicale e timbro, la correzione di estremità, i battimenti e la frequenza di battimento |f1 - f2|, l'effetto Doppler per sorgente in movimento e osservatore in movimento, e le onde d'urto, il numero di Mach, il boom sonico, e il semiangolo del cono d'urto sin(theta) = 1/M.
- Temperatura e calore (Fisica)Schede di ripasso su temperatura, calore e trasferimento di calore. La temperatura come ciò che misura un termometro e come misura dell'energia cinetica traslazionale media, l'equilibrio termico e il principio zero della termodinamica. Le scale Celsius, Fahrenheit e Kelvin, i loro punti fissi, le formule di conversione e lo zero assoluto (0 K = -273.15 C). La dilatazione termica: lineare (delta L = alpha L delta T), superficiale (delta A = 2 alpha A delta T) e volumica (delta V = beta V delta T con beta = 3 alpha), lo stress termico e il massimo di densità dell'acqua intorno a 4 C. Il calore, la caloria e l'equivalente meccanico del calore (1 kcal = 4186 J), il calore specifico e Q = mc delta T, e la calorimetria (Q_cold + Q_hot = 0). I cambiamenti di fase: fusione, vaporizzazione e sublimazione, la dipendenza dalla pressione dei punti di fusione ed ebollizione, i calori latenti di fusione e vaporizzazione (acqua 334 kJ/kg e 2256 kJ/kg), i diagrammi di fase, il punto triplo e il punto critico. I tre meccanismi di trasferimento del calore: la conduzione (P = kA(T_h - T_c)/d e il fattore R), la convezione (forzata e naturale) e l'irraggiamento tramite la legge di Stefan-Boltzmann P = sigma A e T^4.
- La teoria cinetica dei gas (Fisica)Schede di ripasso sulla teoria cinetica dei gas. La legge dei gas ideali in forma molecolare (pV = N k_B T) e molare (pV = nRT), la costante di Boltzmann, il numero di Avogadro, la costante universale dei gas R = N_A k_B, le moli e la massa molare, e le leggi empiriche di Boyle, Charles e Amontons. Le condizioni normali di temperatura e pressione, il volume molare di 22,4 L e l'equazione di van der Waals per i gas reali. Il modello molecolare: le ipotesi della teoria cinetica, la pressione dovuta agli urti sulle pareti (pV = (1/3) N m (v^2)avg), l'energia cinetica di traslazione media K_avg = (3/2) k_B T, la velocità quadratica media v_rms = sqrt(3 k_B T / m) = sqrt(3 R T / M), l'energia interna di un gas monoatomico (3/2) nRT, la legge delle pressioni parziali di Dalton, e il libero cammino medio e il tempo libero medio. La capacità termica e l'equipartizione: C_V a volume costante, i gradi di libertà, il teorema di equipartizione, C_V = (d/2) R per i gas monoatomici (3/2 R), biatomici (5/2 R) e poliatomici (3R), la legge di Dulong-Petit per i solidi (3R), e i gradi di libertà attivati dalla temperatura. La distribuzione delle velocità molecolari di Maxwell-Boltzmann, le velocità più probabile, media e quadratica media e il loro ordine (v_p < v_avg < v_rms), e come la distribuzione si sposta con la temperatura e la massa molecolare.
- Il primo principio della termodinamica (Fisica)Schede di ripasso sul primo principio della termodinamica. Sistemi termodinamici: sistema, confine e ambiente circostante; sistemi aperti, chiusi e isolati; equilibrio termico e principio zero; equazioni di stato f(p, V, T) = 0 e pV - nRT = 0; variabili estensive e intensive; e diagrammi pV. Lavoro, calore ed energia interna: dW = p dV, W come integrale di p dV e area sotto una curva pV, il segno del lavoro nell'espansione e nella compressione, la dipendenza del lavoro dal percorso e il lavoro nelle trasformazioni isoterma (nRT ln(V2/V1)), isobara (p(V2 - V1)) e isocora (nullo); l'energia interna come energia molecolare totale, E_int = (3/2) nRT per un gas ideale monoatomico, e il processo quasi statico. Il primo principio stesso: Delta E_int = Q - W, le convenzioni di segno per Q e W, la forma differenziale dE_int = dQ - dW, l'energia interna come funzione di stato indipendente dal percorso, e i casi isotermo, ciclico e del sistema isolato. Trasformazioni termodinamiche: isoterma, adiabatica, isobara, isocora, ciclica e non quasi statica, con Q = W per un ciclo. Capacità termiche di un gas ideale: C_V e C_p, Q = n C_V Delta T e Q = n C_p Delta T, dE_int = n C_V dT, la relazione di Mayer C_p = C_V + R, i valori monoatomico, biatomico e poliatomico, e C_V = (d/2) R. Trasformazioni adiabatiche: Q = 0, Delta E_int = -W, pV^gamma = costante, TV^(gamma-1) = costante, l'indice adiabatico gamma = C_p/C_V > 1, la pendenza adiabatica più ripida, l'espansione libera a temperatura costante, e la detonazione del motore.
- Il secondo principio della termodinamica (Fisica)Schede di ripasso sul secondo principio della termodinamica. Trasformazioni reversibili e irreversibili: la definizione di ciascuna, perché quasi tutti i processi reali sono irreversibili, i requisiti quasi statico e privo di dissipazione per la reversibilità, l'espansione libera e il flusso spontaneo di calore come processi irreversibili, e l'origine microscopica dell'irreversibilità. Macchine termiche: la sostanza di lavoro, le sorgenti calda e fredda, la variazione nulla di energia interna su un ciclo, il lavoro netto W = Q_h - Q_c, e il rendimento termico e = W/Q_h = 1 - Q_c/Q_h. Frigoriferi e pompe di calore come macchine termiche invertite: Q_h = Q_c + W, i coefficienti di prestazione K_R e K_P, e perché un coefficiente di prestazione può superare 1. Enunciati del secondo principio: gli enunciati di Kelvin e di Clausius, l'impossibilità di una macchina termica perfetta o di un frigorifero perfetto, e l'equivalenza dei due enunciati. Il ciclo di Carnot: le sue quattro fasi reversibili (due isoterme, due adiabatiche), la macchina di Carnot, Q_c/Q_h = T_c/T_h, il rendimento e = 1 - T_c/T_h, il teorema di Carnot, l'uguale rendimento di tutte le macchine reversibili, e i coefficienti di prestazione di Carnot. Entropia: delta-S = Q/T per una fase isoterma reversibile, la forma integrale, l'entropia come funzione di stato, la variazione netta nulla di entropia su un ciclo reversibile, l'unità joule per kelvin, l'entropia di cambiamento di fase, e l'enunciato entropico secondo cui l'entropia totale non diminuisce mai. L'entropia su scala microscopica: l'entropia come disordine, il secondo principio statistico, delta-S = nR ln(V2/V1) per un'espansione isoterma, il terzo principio, e l'avvicinamento all'ordine perfetto allo zero assoluto.
- Cariche e campi elettrici (Fisica)Schede di ripasso sulla carica elettrica e sul campo elettrico. La carica elettrica: i suoi due tipi, le cariche dello stesso segno si respingono e quelle di segno opposto si attraggono, l'unità coulomb, la carica elementare e = 1,602 x 10^-19 C, la quantizzazione, la conservazione, e i costituenti carichi dell'atomo, oltre a ciò che rende uno ione positivo o negativo. Conduttori e isolanti: gli elettroni di conduzione e il libero flusso di carica, perché la carica in eccesso si distribuisce su un conduttore, perché la carica resta ferma su un isolante, la polarizzazione, perché un oggetto carico attrae uno neutro, la carica per induzione, e la messa a terra. La legge di Coulomb: F = k q1 q2 / r^2, le sue proporzionalità, la permittività del vuoto epsilon_0 = 8,85 x 10^-12, la costante di Coulomb k = 8,99 x 10^9, la linea d'azione, la terza legge di Newton, e la sovrapposizione. Il campo elettrico: E come forza per unità di carica positiva con F = QE, l'unità newton su coulomb, il campo di una carica puntiforme, la sua direzione, la sua indipendenza dalla carica di prova, e la sovrapposizione. Le distribuzioni continue di carica: le densità di carica lineare, superficiale e volumetrica, il campo per integrazione, e il campo uniforme sigma / (2 epsilon_0) di un piano carico infinito. Le linee di campo elettrico: la tangenza, dove iniziano e terminano, la densità e il numero delle linee, perché non si incrociano mai, e che sono solo una visualizzazione. I dipoli elettrici: la definizione, il momento di dipolo p = q d, l'unità coulomb-metro, la forza netta nulla e il momento torcente tau = p x E in un campo uniforme, la tendenza all'allineamento, e i dipoli permanenti rispetto a quelli indotti.
- Il teorema di Gauss (Fisica)Schede di ripasso sul flusso elettrico e sul teorema di Gauss. Il flusso elettrico: che cosa misura, la sua definizione come il prodotto scalare del campo elettrico per un vettore area, il simbolo Phi, l'unità N*m^2/C, la sua natura scalare, il vettore area di superfici piane e chiuse, la forma E*A*cos(theta) per un campo uniforme, quando il flusso è massimo o nullo, la forma con integrale di superficie per un campo non uniforme, la convenzione dei segni uscente positivo / entrante negativo, e perché il flusso netto attraverso una superficie che non racchiude alcuna carica è nullo. Il teorema di Gauss: l'enunciato secondo cui il flusso netto è uguale alla carica racchiusa divisa per epsilon_0, la sua forma integrale, il significato di q_enc, la superficie gaussiana, il fatto che E è il campo totale di tutte le cariche, perché le cariche esterne danno un flusso netto nullo, perché il flusso è indipendente dalla forma della superficie, l'equivalenza con la legge di Coulomb, il risultato della sfera attorno a una carica puntiforme, e il ruolo della sovrapposizione. L'applicazione del teorema di Gauss: l'identificazione della simmetria, l'adattamento della superficie gaussiana a essa, i casi di simmetria sferica, cilindrica e piana, e i risultati del campo per una sfera all'interno e all'esterno, una linea infinita E = lambda/(2*pi*epsilon_0*r), un piano infinito E = sigma/(2*epsilon_0), lastre parallele, e un guscio sferico. I conduttori in equilibrio elettrostatico: la definizione, gli elettroni di conduzione, perché il campo interno è nullo, perché la carica in eccesso si dispone sulla superficie esterna, il campo perpendicolare appena all'esterno E = sigma/epsilon_0, l'induzione in una cavità, la concentrazione di carica sulle punte, e la schermatura elettrostatica.
- Il potenziale elettrico (Fisica)Schede di ripasso sull'energia potenziale elettrica, sul potenziale elettrico e sulle loro applicazioni. Energia potenziale elettrica: il fatto che la forza di Coulomb è conservativa e indipendente dal percorso, il simbolo U e la sua unità il joule, W = -delta U, il riferimento nullo all'infinito, il risultato a due cariche U = k*q*Q/r, la costante di Coulomb e l'integrale di linea nullo su un percorso chiuso. Potenziale elettrico e differenza di potenziale: V = U/q, il simbolo V, l'indipendenza dalla carica di prova, il volt come J/C, delta V = delta U/q, V_B - V_A, la tensione, delta U = q*delta V, E = -delta V/delta s in un campo uniforme, 1 N/C = 1 V/m, e l'elettronvolt. Calcoli del potenziale: V = k*q/r per una carica puntiforme, il decadimento come 1/r rispetto a 1/r^2, la natura scalare e la sovrapposizione algebrica del potenziale, il dipolo elettrico e il suo momento p = q*d, la forma integrale per una distribuzione continua, e il potenziale di dipolo nel campo lontano. Campo dal potenziale: E = -dV/ds, la direzione di massima pendenza, E = -grad V, le componenti in derivate parziali, e il metodo dello scalare prima. Superfici equipotenziali e conduttori: la definizione e le linee, la perpendicolarità alle linee di campo, il lavoro nullo lungo una superficie, un conduttore come equipotenziale, la messa a terra, e la concentrazione di carica ai piccoli raggi di curvatura. Applicazioni: il generatore di Van de Graaff, la xerografia e il fotoconduttore, le stampanti laser e a getto d'inchiostro, e il precipitatore elettrostatico.
- Capacità (Fisica)Schede di ripasso su condensatori e capacità. Condensatori e capacità: cos'è un condensatore e cosa immagazzina, la sua struttura a due conduttori, la definizione C = Q/V, il farad e il suo nome, l'intervallo pratico di valori, la dipendenza dalla geometria, il rapporto costante Q/V, il risultato per il condensatore a facce piane parallele C = eps0*A/d, la permittività del vuoto, il campo E = sigma/eps0, e le formule per la capacità sferica, della sfera isolata e cilindrica. Condensatori in serie e in parallelo: la regola della somma dei reciproci in serie, l'uguaglianza della carica in serie, il risultato inferiore alla più piccola, la somma delle tensioni in serie, la regola della somma in parallelo, l'uguaglianza della tensione in parallelo, il risultato superiore alla più grande, la somma delle cariche in parallelo, e la riduzione della rete. Energia immagazzinata: l'immagazzinamento nel campo, le tre forme di energia U = 1/2 C V^2, U = Q^2/2C, U = 1/2 Q V, la persistenza dell'energia dopo la disconnessione, la densità di energia u = 1/2 eps0 E^2, e il defibrillatore. Condensatore con dielettrico: cos'è un dielettrico, la costante dielettrica kappa, kappa = 1 nel vuoto e kappa > 1 altrimenti, C = kappa*C_0, le riduzioni di tensione ed energia a carica costante in un condensatore scollegato, la rigidità dielettrica, e il cerca-tracce (rilevatore di montanti). Modello molecolare di un dielettrico: molecole polari e non polari, allineamento e dipoli indotti, carica superficiale indotta, il campo indotto opposto, E = E_0/kappa, e la rottura dielettrica.
- Corrente e resistenza (Fisica)Schede di ripasso sulla corrente elettrica, la resistenza e i superconduttori. Corrente elettrica: la corrente come tasso di flusso di carica, I = dQ/dt, l'ampere e l'origine del suo nome, la necessità di un circuito completo, la corrente convenzionale, i portatori elettronici nei metalli, i portatori nelle soluzioni ioniche, e la velocità di deriva. Modello della conduzione nei metalli: il mare di elettroni liberi, il percorso a zigzag della deriva, la velocità del segnale rispetto alla velocità di deriva, I = nqAv_d, la corrente come grandezza scalare, la densità di corrente J come vettore, J = nqv_d, E = rho J, e perché i buoni conduttori elettrici conducono bene anche il calore. Resistività e resistenza: la resistività rho, il suo reciproco la conducibilità, l'ohm-metro, la distinzione tra conduttore, isolante e semiconduttore, R = V/I, R = rho L/A, l'ohm, la dipendenza dalla temperatura rho = rho_0[1 + alpha(T - T_0)], e il coefficiente di temperatura alpha. Legge di Ohm: V = IR, l'esperimento di Ohm, il suo carattere empirico, i dispositivi ohmici e non ohmici, e il diodo. Energia e potenza elettrica: P = IV, P = I^2 R, P = V^2/R, il watt, il riscaldamento resistivo, E = Pt, e il chilowattora. Superconduttori: resistenza nulla al di sotto di una temperatura critica, la scoperta di Onnes, il mercurio, l'effetto Meissner, il Tipo I e il Tipo II, l'YBCO, la teoria BCS e le coppie di Cooper, le correnti persistenti, i magneti per risonanza magnetica, gli SQUIDs, e l'effetto Josephson.
- Circuiti in Corrente Continua (Fisica)Carte di ripasso sui circuiti in corrente continua. Forza elettromotrice: emf come lavoro per unità di carica, il simbolo epsilon, il volt, la conversione di energia, la tensione ai morsetti, la resistenza interna r, V_terminal = emf - I r, I = emf/(R + r), e le batterie ideali rispetto a quelle reali. Resistori in serie e in parallelo: la stessa corrente in serie, R_S come somma, la tensione della sorgente come somma delle cadute di tensione, la stessa tensione in parallelo, 1/R_P come somma dei reciproci, le correnti di ramo la cui somma dà la corrente totale, e i circuiti combinati. Le leggi di Kirchhoff: i nodi, la legge dei nodi derivata dalla conservazione della carica, la legge delle maglie derivata dalla conservazione dell'energia, e le convenzioni sui segni per resistori e generatori di fem. Strumenti di misura elettrica: l'amperometro in serie, il voltmetro in parallelo, il galvanometro, la sua conversione in amperometro o voltmetro, e i modelli analogici, digitali e l'ohmmetro. Circuiti RC: la carica e la scarica di un condensatore, la costante di tempo tau = RC, i valori del 63,2% e del 36,8%, e un condensatore completamente carico come circuito aperto. Impianto elettrico domestico e sicurezza: i rischi termici e di folgorazione, i cortocircuiti, P = I^2 R_w, i fusibili e gli interruttori automatici, i conduttori di fase, neutro e terra, la messa a terra, e l'interruttore differenziale (GFCI).
- Forze e Campi Magnetici (Fisica)Carte di ripasso su forze e campi magnetici. Magneti e campo terrestre: i due poli, attrazione e repulsione, l'assenza di monopoli magnetici, la Terra come magnete a barra, il comportamento della bussola, le inversioni di campo, e le scoperte storiche di Oersted, Ampere, Arago e Faraday. Il campo magnetico: la sua definizione tramite la forza su una carica in movimento, F = qv x B, F = qvB sin(theta), il tesla e il gauss, la regola della mano destra, e le linee di campo. Moto di una particella carica: traiettorie circolari ed elicoidali, perché la forza magnetica non compie lavoro, r = mv/(qB), il periodo T = 2 pi m/(qB), il passo, le bottiglie magnetiche, e le fasce di Van Allen. Forza su un conduttore percorso da corrente: RHR-2, F = IL x B, F = BIL sin(theta), e la forza netta nulla su una spira chiusa. Forza e momento torcente su una spira di corrente: il momento di dipolo magnetico mu = NIA, tau = mu x B, tau = IAB sin(theta), l'energia potenziale U = -mu . B, i motori elettrici, e il commutatore. L'effetto Hall: l'esperimento di Hall, la tensione di Hall, l'equilibrio delle forze, la velocità di deriva, i selettori di velocità, e l'identificazione dei portatori di carica. Applicazioni: lo spettrometro di massa e il ciclotrone.
- Sorgenti dei campi magnetici (Fisica)Carte di ripasso sulle sorgenti dei campi magnetici. La legge di Biot-Savart: il campo di un elemento di corrente, la permeabilità del vuoto, la regola della mano destra per la direzione, e il campo di un arco circolare e di una spira completa. Il campo magnetico di un filo rettilineo sottile: B = mu_0 I/(2 pi R), linee di campo circolari concentriche, e la regola della mano destra. La forza tra due correnti parallele: attrazione e repulsione, la definizione storica dell'ampere, e l'effetto pinch. Il campo magnetico di una spira di corrente: il momento di dipolo magnetico, il campo sull'asse, e la decrescita del dipolo con il cubo inverso della distanza. La legge di Ampère: l'integrale di linea di B, la corrente concatenata, la spira amperiana, quando usarla al posto della legge di Biot-Savart, e il campo all'interno e all'esterno di un filo spesso. Solenoidi e toroidi: il campo interno uniforme di un solenoide, il campo esterno nullo, e il campo del toroide. Il magnetismo nella materia: momenti di dipolo atomici, paramagnetismo, diamagnetismo, ferromagnetismo, domini magnetici, isteresi, suscettività e permeabilità.
- Induzione Elettromagnetica (Fisica)Carte di ripasso sull'induzione elettromagnetica. Legge di Faraday: flusso magnetico e il weber, la fem indotta come tasso negativo di variazione del flusso, e la forma per una bobina a N spire. Legge di Lenz: la corrente indotta si oppone alla variazione del flusso, il segno negativo, la repulsione tra poli uguali di un magnete che si avvicina, e il fondamento basato sulla conservazione dell'energia. Fem di movimento: epsilon = Blv, la corrente indotta e la forza frenante su un'asta in movimento, e l'equilibrio tra potenza meccanica ed elettrica. Campi elettrici indotti: la forma dell'integrale di linea della legge di Faraday, il carattere non conservativo privo di potenziale associato, e il campo attorno a un percorso circolare. Correnti parassite: smorzamento magnetico, piastre fessurate, metal detector, frenatura a correnti parassite, e piani cottura a induzione. Generatori elettrici e forza controelettromotrice: la fem di una bobina rotante, la fem di picco, la conversione di energia motore contro generatore, e come la forza controelettromotrice determina la corrente di un motore. Applicazioni: testine di lettura dei dischi rigidi, magnetoresistenza gigante, strisce magnetiche, tavolette grafiche, frenata rigenerativa, e stimolazione magnetica transcranica.
- Induttanza (Fisica)Carte di richiamo sull'induttanza. Induttanza mutua: l'henry, la definizione M = N Phi / I, la sua simmetria e dipendenza dalla geometria, e la fem indotta epsilon = -M dI/dt. Autoinduttanza: Phi = LI, la fem autoindotta -L dI/dt, la sua polarità secondo la legge di Lenz, l'induttore come elemento di circuito, e la formula del solenoide. Energia in un campo magnetico: U = (1/2) L I^2, la densità di energia B^2/(2 mu0), e la potenza dell'induttore. Circuiti RL: la crescita e il decadimento asintotico della corrente, la costante di tempo L/R, la regola del 63%, e le condizioni iniziale e di regime stazionario. Oscillazioni LC: omega = 1/sqrt(LC), lo scambio di energia elettrica e magnetica, le soluzioni di carica e corrente e la loro sfasatura di 90 gradi, e l'analogia massa-molla. Circuiti RLC serie: oscillazioni smorzate, l'equazione differenziale che le governa, e i regimi sottosmorzato, con smorzamento critico e sovrasmorzato.
- Circuiti in corrente alternata (Fisica)Carte di ripasso sui circuiti in corrente alternata. Sorgenti di corrente alternata: corrente continua contro corrente alternata, le forme v = V0 sin(omega t) e i = I0 sin(omega t), la notazione valore di picco contro valore istantaneo, e i valori di rete negli Stati Uniti e in Europa. Circuiti CA semplici: il resistore in fase, la corrente in anticipo del condensatore e la corrente in ritardo di pi/2 dell'induttore, la reattanza capacitiva XC = 1/(omega C), la reattanza induttiva XL = omega L, la loro dipendenza dalla frequenza, e i fasori. Circuiti RLC in serie: l'impedenza Z = sqrt(R^2 + (XL - XC)^2), la legge di Ohm in corrente alternata I0 = V0/Z, l'angolo di fase, e le tensioni sugli elementi. Potenza: corrente e tensione efficaci (rms), le formule della potenza media, il fattore di potenza cos(phi), e perché solo i resistori dissipano potenza. Risonanza: XL = XC, omega0 = 1/sqrt(LC), impedenza minima, corrente e potenza massime, e il fattore di merito. Trasformatori: i rapporti di spire di tensione e corrente, l'innalzamento e l'abbassamento di tensione, la conservazione della potenza, e la trasmissione ad alta tensione.
- Onde elettromagnetiche (Fisica)Carte di ripasso sulle onde elettromagnetiche. Equazioni di Maxwell: la corrente di spostamento che completa la legge di Ampere, le quattro leggi (Gauss, Gauss per il magnetismo, Faraday, Ampere-Maxwell), come i campi variabili si generano a vicenda, la previsione di onde alla velocità della luce e la conferma di Hertz. Onde piane: campi trasversali perpendicolari tra loro e alla direzione di propagazione, E/B = c, l'equazione d'onda, c = 1/sqrt(epsilon0 mu0) e la direzione di E cross B. Energia: densità di energia, il vettore di Poynting, l'intensità e la relazione tra le ampiezze dei campi E0 = c B0. Quantità di moto e pressione di radiazione: p = U/c, la pressione su un assorbitore rispetto a un riflettore, le code delle comete e le vele solari. Lo spettro elettromagnetico: c = f lambda, e le bande radio, microonde, infrarosso, visibile, ultravioletto, raggi X e raggi gamma.
- La natura della luce (Fisica)Carte di ripasso sulla natura della luce. La propagazione della luce: la velocità della luce nel vuoto, la sua invarianza per tutti gli osservatori, l'indice di rifrazione n = c/v e il modello dei raggi. La legge della riflessione: l'angolo di riflessione è uguale all'angolo di incidenza, la riflessione speculare rispetto a quella diffusa, i riflettori d'angolo e i retroriflettori. La rifrazione e la legge di Snell: la deviazione verso la normale o in allontanamento da essa, e gli indici rappresentativi di aria, acqua e diamante. La riflessione totale interna: l'angolo critico theta_c = arcsin(n2/n1) e le fibre ottiche. La dispersione: la scomposizione della luce bianca in uno spettro, l'indice dipendente dalla lunghezza d'onda, i prismi e gli arcobaleni. Il principio di Huygens: le onde elementari, i fronti d'onda, la rifrazione e la diffrazione. La polarizzazione: la legge di Malus, i filtri polarizzatori, l'angolo di Brewster, la birifrangenza, l'attività ottica e i display a cristalli liquidi.
- Ottica Geometrica e Formazione delle Immagini (Fisica)Carte di ripasso sull'ottica geometrica e la formazione delle immagini. Specchi piani: immagini virtuali della stessa dimensione, diritte, situate tanto dietro lo specchio quanto l'oggetto è davanti, e la distinzione tra immagine reale e immagine virtuale. Specchi sferici: geometria concava e convessa, centro di curvatura, vertice, asse ottico, punto focale, f = R/2, l'equazione dello specchio 1/d_o + 1/d_i = 1/f, ingrandimento m = -d_i/d_o, e convenzioni sui segni. Immagini formate per rifrazione: profondità apparente h_i = (n2/n1) h_o e l'equazione per una singola superficie sferica. Lenti sottili: comportamento convergente e divergente, l'equazione delle lenti sottili, l'equazione del costruttore di lenti, tracciamento dei raggi, e tipi di immagini. L'occhio: cornea e cristallino, accomodazione, punto prossimo e punto remoto, potere ottico in diottrie, e correzione della miopia e dell'ipermetropia. La macchina fotografica, la lente d'ingrandimento semplice e l'ingrandimento angolare, e microscopi e telescopi composti.
- Interferenza (Fisica)Carte di ripasso sull'interferenza ondulatoria della luce. L'esperimento della doppia fenditura di Young: coerenza contro incoerenza, interferenza costruttiva e distruttiva, frange, e le prove storiche della natura ondulatoria della luce. La matematica dell'interferenza: differenza di cammino ottico delta-l = d sin(theta), frange chiare a d sin(theta) = m*lambda, frange scure a d sin(theta) = (m + 1/2)*lambda, ordine m, e la posizione della frangia y_m = m*lambda*D/d. Interferenza a fenditure multiple: massimi principali, gli N minus 2 massimi secondari, l'ampiezza del massimo secondario 1/N e l'intensità 1/N^2, e il reticolo di diffrazione. Interferenza nelle pellicole sottili: lo sfasamento di 180-degree alla riflessione su un mezzo a indice piu alto, la lunghezza d'onda nel film lambda_n = lambda/n, e le condizioni di interferenza costruttiva e distruttiva nella pellicola di sapone. L'interferometro di Michelson: lo splitter di fascio, la relazione di spostamento delle frange 2*delta-d = m*lambda_0, la lamina compensatrice, e il suo impiego nella misura di precisione.
- Diffrazione (Fisica)Carte di ripasso sulla diffrazione della luce. Diffrazione da fenditura singola: il massimo centrale luminoso e i massimi secondari più deboli, la condizione di frangia scura a sin(theta) = m*lambda, e perché una fenditura più stretta allarga la figura. Intensità nella diffrazione da fenditura singola: la derivazione tramite fasori, I = I0 (sin(beta)/beta)^2 con beta = (pi a sin(theta))/lambda, e i deboli massimi secondari a 0.045 e 0.016. Diffrazione da doppia fenditura come figura di interferenza sotto un inviluppo di diffrazione a fenditura singola, e ordini mancanti. Reticoli di diffrazione: d sin(theta) = m*lambda, massimi principali netti, e spettroscopia. Aperture circolari e risoluzione: il criterio di Rayleigh theta = 1.22 lambda/D, la risoluzione del microscopio x = 0.61 lambda/NA, e il limite di diffrazione. Diffrazione dei raggi X e legge di Bragg m*lambda = 2d sin(theta). Olografia: registrazione di ampiezza e fase tramite l'interferenza della luce laser.
- Relatività (Fisica)Carte di ripasso sulla relatività ristretta. I due postulati di Einstein: le leggi della fisica sono le stesse in tutti i sistemi di riferimento inerziali, e la luce si propaga alla stessa velocità c in tutti i sistemi di riferimento inerziali, indipendentemente dal moto della sorgente o dell'osservatore. Relatività della simultaneità. Dilatazione del tempo Delta t = gamma * Delta tau, tempo proprio, e fattore di Lorentz gamma = 1/sqrt(1 - v^2/c^2). Il paradosso dei gemelli. Contrazione delle lunghezze L = L0*sqrt(1 - v^2/c^2) lungo la direzione del moto. La trasformazione di Lorentz, l'intervallo spaziotemporale invariante, e i coni di luce. Addizione relativistica delle velocità. L'effetto Doppler relativistico, lo spostamento verso il rosso e lo spostamento verso il blu. Quantità di moto relativistica p = gamma*m*u. Energia relativistica E = gamma*m*c^2, energia a riposo E0 = m*c^2, energia cinetica K = (gamma - 1)*m*c^2, la relazione energia-impulso E^2 = (pc)^2 + (mc^2)^2, e l'equivalenza massa-energia.
- Fotoni e Onde di Materia (Fisica)Carte di ripasso sulla nascita della fisica quantistica. La radiazione del corpo nero, la legge di Stefan-Boltzmann P = sigma*A*T^4, la legge dello spostamento di Wien, la catastrofe ultravioletta e la quantizzazione di Planck E_n = n*h*f. L'effetto fotoelettrico e la spiegazione fotonica di Einstein, l'equazione fotoelettrica K_max = h*f - phi, la funzione lavoro e la frequenza di soglia. L'effetto Compton e la quantità di moto del fotone p = h/lambda. Il modello di Bohr dell'atomo di idrogeno, la formula di Rydberg, il momento angolare quantizzato, il raggio di Bohr e i livelli energetici E_n = -13.6 eV/n^2. Le onde di materia di De Broglie lambda = h/p e l'esperimento di Davisson-Germer. La dualità onda-particella e il principio di indeterminazione di Heisenberg Delta x * Delta p >= h-bar/2.
- Meccanica Quantistica (Fisica)Carte di ripasso sulla meccanica quantistica non relativistica. La funzione d'onda e l'interpretazione di Born |Psi|^2 come densità di probabilità, la normalizzazione, i valori attesi, e gli operatori di posizione e quantità di moto. Il principio di indeterminazione di Heisenberg nelle sue forme posizione-quantità di moto ed energia-tempo. Le equazioni di Schrödinger dipendente e indipendente dal tempo, gli stati stazionari e la separazione delle variabili. La particella quantistica in una scatola con energie quantizzate E_n = n^2 pi^2 h-bar^2/(2mL^2) ed energia di punto zero. L'oscillatore armonico quantistico con livelli equispaziati E_n = (n + 1/2) h-bar omega. L'effetto tunnel quantistico attraverso barriere di potenziale, la probabilità di trasmissione, e applicazioni che vanno dal decadimento alfa al microscopio a effetto tunnel.
- Struttura Atomica (Fisica)Carte di ripasso sulla struttura quantistica degli atomi. L'atomo di idrogeno e i suoi tre numeri quantici n, l, and m, l'energia quantizzata E_n = -13.6 eV/n^2, il momento angolare orbitale L = sqrt(l(l+1)) h-bar, la quantizzazione spaziale e la notazione spettroscopica s, p, d, f. Il momento di dipolo magnetico orbitale, il magnetone di Bohr e l'effetto Zeeman. Lo spin dell'elettrone con s = 1/2, l'esperimento di Stern-Gerlach, il principio di esclusione di Pauli e la costruzione della tavola periodica. Spettri atomici e regole di selezione, raggi X caratteristici e legge di Moseley, bremsstrahlung (radiazione di frenamento), e la fisica dei laser, inclusa l'emissione stimolata, l'inversione di popolazione e i mezzi attivi.
- Fisica della materia condensata (Fisica)Schede di ripasso sulla fisica della materia condensata. Legame molecolare tramite forze ioniche, covalenti e di van der Waals, l'energetica della formazione di NaCl e H2, e gli spettri molecolari di rotazione e vibrazione. Legame nei solidi cristallini, la costante di Madelung e l'energia di dissociazione. Il modello a elettroni liberi dei metalli, l'energia di Fermi, il fattore di Fermi e la densità degli stati. La teoria delle bande, le bande di valenza e di conduzione, e i gap di energia che distinguono conduttori, isolanti e semiconduttori. Drogaggio, materiale di tipo n e di tipo p, lacune, la giunzione p-n, diodi e transistor. Superconduttività, l'effetto Meissner, campi critici, coppie di Cooper e teoria BCS, e superconduttori ad alta temperatura.
- Fisica Nucleare (Fisica)Carte di ripasso sulla fisica nucleare. Proprietà dei nuclei: protoni, neutroni, nucleoni, numero atomico e numero di massa, isotopi, l'unità di massa atomica, il raggio e la densità nucleari, e la forza nucleare forte. Energia di legame nucleare, il difetto di massa, l'energia di legame per nucleone e la stabilità del ferro-56. Decadimento radioattivo, la legge del decadimento e la costante di decadimento, il tempo di dimezzamento, l'attività, il becquerel e il curie, e la datazione al carbonio-14. Decadimento alfa, beta e gamma con le relative variazioni di Z e A e il loro potere penetrante. Fissione nucleare, reazioni a catena, massa critica e il modello a goccia liquida. Fusione nucleare, la catena protone-protone nel Sole e la reazione deuterio-trizio. Applicazioni mediche ed effetti biologici: tecnezio-99m, l'imaging PET, il gray, il rad, l'efficacia biologica relativa e il sievert.
- Fisica delle particelle e cosmologia (Fisica)Schede di ripasso sulla fisica delle particelle e la cosmologia. Le quattro forze fondamentali, i loro raggi d'azione e le intensità relative. Fermioni e bosoni; i sei quark e le loro cariche frazionarie; adroni, mesoni e barioni; i sei leptoni; i portatori di forza (fotone, gluoni, bosoni W e Z, gravitone) e il bosone di Higgs; antiparticelle e annichilazione. Leggi di conservazione: numero barionico, i tre numeri leptonici, la stranezza e le oscillazioni dei neutrini. Quark: spin, carica di colore, confinamento, gluoni e le prove dalla diffusione anelastica profonda. Acceleratori di particelle (Van de Graaff, acceleratore lineare, ciclotrone, sincrotrone, fasci in collisione, l'LHC) e rivelatori. Il modello standard: teoria elettrodebole, elettrodinamica quantistica, cromodinamica quantistica, diagrammi di Feynman, particelle virtuali e teorie di grande unificazione. Cosmologia: legge di Hubble, la costante di Hubble, il Big Bang come spazio in espansione, spostamento verso il rosso cosmologico, l'età dell'universo, le epoche dell'universo primordiale, la nucleosintesi primordiale, il fondo cosmico a microonde, e l'energia oscura e la materia oscura.
- Introduzione (Astronomia)Carte di ripasso che introducono l'astronomia. Che cosa studia l'astronomia e dove si sono formati gli elementi della vita. La natura della scienza: ipotesi, scienza osservativa contro scienza storica, e revisione paritaria (peer review). L'universalità delle leggi fisiche. I numeri in astronomia: notazione scientifica, la velocità della luce e l'anno luce. Il tempo di percorrenza della luce e lo sguardo verso il passato. Un viaggio nel sistema solare: pianeti, stelle, l'unità astronomica, e le dimensioni e distanze di Terra, Luna e Sole. La Via Lattea e l'universo su grande scala: galassie, costellazioni, il Gruppo Locale, Andromeda, superammassi e quasar. L'universo dell'infinitamente piccolo: atomi, molecole, elementi e la densità della materia nell'aria, nello spazio interstellare e nello spazio intergalattico. Il calendario cosmico di Carl Sagan.
- Osservare il cielo: la nascita dell'astronomia (Astronomia)Carte di ripasso su come gli esseri umani hanno imparato a leggere e comprendere il cielo. La sfera celeste e i suoi punti di riferimento: lo zenit, l'orizzonte, i poli celesti e l'equatore celeste, e come l'altezza del polo riveli la tua latitudine. L'eclittica, le 88 costellazioni, gli asterismi e lo zodiaco. L'astronomia antica: Eratostene che misura la Terra, Ipparco e il suo catalogo stellare, le magnitudini e la precessione, il modello geocentrico di Tolomeo e l'Almagesto, Stonehenge e i Maya. L'astrologia contro l'astronomia: gli oroscopi, i dodici segni e perché l'astrologia non ha alcun fondamento scientifico. La nascita dell'astronomia moderna: Copernico e il modello eliocentrico, e le scoperte telescopiche di Galileo sulle fasi di Venere, le lune di Giove, le stelle della Via Lattea e le montagne della Luna.
- Orbite e gravità (Astronomia)Schede di ripasso su come i moti dei pianeti furono misurati e infine spiegati. I 20 anni di osservazioni di Tycho Brahe e le tre leggi del moto planetario di Kepler: orbite ellittiche, fuochi ed eccentricità, la legge delle aree uguali e P al quadrato = a al cubo. La sintesi di Newton: le sue tre leggi del moto, la quantità di moto, la massa, la velocità, l'accelerazione, la densità e il momento angolare. La legge di gravitazione universale, la forza dell'inverso del quadrato, la costante gravitazionale e la forma, con la massa, della terza legge di Kepler formulata da Newton. Le orbite nel sistema solare: perielio e afelio, gli otto pianeti, la fascia degli asteroidi e le comete. Satelliti e sonde spaziali: velocità circolare e di fuga, decadimento orbitale e assistenze gravitazionali (Voyager 2). Infine, la gravità con molti corpi: le perturbazioni e la previsione e la scoperta di Nettuno che confermò le leggi di Newton.
- Terra, Luna e cielo (Astronomia)Carte di ripasso su come i movimenti della Terra definiscono il cielo e le nostre misure del tempo. La sfera celeste: cerchi massimi, meridiani, longitudine e latitudine, l'equatore e i poli celesti, la declinazione e l'ascensione retta, e il pendolo di Foucault. Le stagioni: l'inclinazione assiale di 23,5 gradi della Terra, i solstizi e gli equinozi, e i tropici e i circoli polari. La misura del tempo: i giorni siderali rispetto a quelli solari, il tempo solare vero e medio, i fusi orari standard, l'ora legale e la linea internazionale del cambio di data. Il calendario: l'anno tropico e il mese sinodico, le riforme giuliana e gregoriana, e le regole degli anni bisestili. Fasi e movimenti della Luna: i mesi siderale e sinodico, gli orari di sorgere e tramontare delle fasi, e la rotazione sincrona. Le maree oceaniche: la forza di marea, i due rigonfiamenti, le maree sizigiali e di quadratura, e l'attrito mareale. Infine le eclissi di Sole e di Luna: l'ombra e la penombra, le eclissi anulari e totali, e perché non avvengono ogni mese.
- Radiazione e spettri (Astronomia)Schede di ripasso sulla luce e su come rivela la natura della materia in tutto l'universo. Il comportamento della luce: la teoria elettromagnetica di Maxwell, la lunghezza d'onda e la frequenza, la velocità della luce, il fotone e il dualismo onda-particella, e la legge dell'inverso del quadrato per la luminosità. Lo spettro elettromagnetico: raggi gamma, raggi X, ultravioletto, visibile, infrarosso, microonde e onde radio, oltre alla legge di Wien e alla legge di Stefan-Boltzmann per la radiazione del corpo nero. La spettroscopia: il prisma di Newton, la dispersione, gli spettri continuo, di assorbimento e di emissione, le righe di Fraunhofer e l'identificazione degli elementi da parte di Kirchhoff. La struttura dell'atomo: elettroni, protoni e neutroni, il nucleo, gli isotopi, il modello di Bohr e la costante di Planck. La formazione delle righe spettrali: stati fondamentale ed eccitati, eccitazione ed emissione, le serie di Lyman, Balmer e Paschen dell'idrogeno, la ionizzazione e la ricombinazione. Infine l'effetto Doppler: spostamento verso il blu e verso il rosso, velocità radiale e la formula di Doppler.
- Strumenti astronomici (Astronomia)Schede di ripasso sui telescopi e sui rivelatori che gli astronomi usano per studiare l'universo. Telescopi: le loro funzioni di raccolta e messa a fuoco della luce, l'apertura e l'area di raccolta, rifrattori contro riflettori, l'aberrazione cromatica, il fuoco newtoniano e quello Cassegrain, e la storia da Lippershey e Galileo fino al primo riflettore di Newton e ai grandi rifrattori. I telescopi di oggi: i giganti da 8 a 10 metri (Keck, Gran Telescopio Canarias, VLT, Subaru, Gemini, Hale), gli specchi segmentati, i siti elevati e bui, e l'ottica attiva e adattiva. Rivelatori: lastre fotografiche, CCD, imaging contro spettroscopia, reticoli di diffrazione e rivelatori a infrarossi raffreddati. Radiotelescopi: Jansky e Reber, antenne paraboliche e ricevitori, Green Bank, Arecibo e FAST, e l'interferometria dal VLA e ALMA fino al VLBA. Osservatori spaziali: Hubble, IRAS, Spitzer, JWST, SOFIA, Chandra e Fermi. E i futuri giganti: l'ELT, il TMT, il GMT, l'osservatorio Vera Rubin e il Cherenkov Telescope Array.
- Scienza GeneraleScienza e natura, comprese biologia, chimica, fisica e il mondo naturale
- ComputerInformatica, programmazione, hardware, software e tecnologia
- Elementi chimiciImpara la tavola periodica - abbina i simboli ai nomi degli elementi
- MatematicaAlgebra, geometria, calcolo e teoria dei numeri