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DIPARTIMENTO DI FISICA ED ASTRONOMIA
Corso di laurea magistrale in Fisica
Anno accademico 2016/2017 - 1° anno - Curriculum FISICA
APPLICATA
ARCHEOMETRIA
6 CFU - 2° semestre
Docente titolare dell'insegnamento
ANNA MARIA GUELI
Email: [email protected]
Edificio / Indirizzo: Cittadella Universitaria - Dipartimento di Fisica e Astronomia - Edificio 6 - via
Santa Sofia 64 - 95123 Catania
Telefono: 095 378 5354
Orario ricevimento: Previo appuntamento da concordare via e-mail
OBIETTIVI FORMATIVI
ll corso si propone di fornire allo studente gli elementi di base e lo stato dell’arte delle principali
metodologie per la caratterizzazione e la datazione di materiali di interesse per il Patrimonio Culturale.
Particolare attenzione è rivolta alle tecniche utilizzate per lo studio di dipinti ed opere policrome nonché
per le metodologie che permettono di stabilire la cronologia assoluta di ceramiche, laterizi, malte,
sedimenti geologici e speleotemi.
PREREQUISITI RICHIESTI
Onde elettromagnetiche. Spettro elettromagnetico. Radiazioni ionizzanti e non ionizzanti. Interazione
radiazione e. m. - materia.
Struttura atomica e nucleare. Decadimenti radioattivi. Interazione particelle - materia.
Fisica dei rivelatori e grandezze caratteristiche dei rivelatori di radiazione.
FREQUENZA LEZIONI
Obbligatoria.
CONTENUTI DEL CORSO
L’archeometria e le scienze applicate ai Beni Culturali: Le metodologie scientifiche ed il Patrimonio
Culturale ed Artistico: le applicazioni delle scienze esatte nel campo dello studio, della Conservazione e
del Restauro dei Beni Culturali.
Colore e colorimetria: Elementi di ottica per la misura e la specificazione del colore. Fisiologia della
visione e percezione del colore. Fotometria e basi della colorimetria. Proprietà ottiche dei corpi non
autoluminosi. Rappresentazione del colore. Specificazione del colore.
Tecniche di Imaging: Microscopia elettronica. Immagini di microscopia elettronica a scansione:
immagini in elettroni secondari, retrodiffusi e mappature X. Imaging RGB, riflettometria IR ed immagini
UV.
Spettrometria Raman: Trattazione classica e quantistica dell’effetto Raman. Set-up sperimentale e
rivelazione dei segnali. Applicazioni nei Beni Culturali.
Datazione tramite luminescenza stimolata: La Termoluminescenza (TL) e la Luminescenza
Otticamente Stimolata (OSL). Principi fisici di base. Equazione dell’età. Determinazione paleodose e dose
annua. Test di autenticità. Datazione di manufatti, sedimenti e strutture architettoniche.
Datazione ESR: Spettroscopia di Risonanza di Spin Elettronico in onda continua (CW). Descrizione
classica e quantistica del fenomeno della risonanza. Interazioni Zeeman, iperfine e superiperfine. Principi
di funzionamento di uno spettrometro ESR. Datazione ESR.
Datazione U/Th: Serie radioattive naturali. Decadimenti sequenziali. Geochimica di U e Th.
Strumentazione per spettrometria alfa. Determinazione dell’età.
Altri metodi di datazione: Dendrocronologia. Carbonio 14. Metodo potassio – argon. Tracce di fissione.
Racemizzazione delle ammine.
TESTI DI RIFERIMENTO
Aitken, M.J , Thermoluminescence Dating, Academic Press Inc.
Aitken, M.J , Science-based Dating in Archaeometry, Longman Archaeology Series
Aitken, M.J , Optical dating of sediments, Academic Press Inc.
Aldrovandi A., Picollo M., 2007, Metodi di documentazione e indagini non invasive sui dipinti, Il Prato
Editore (collana I talenti), 112 p., 2 ed.
Edwards H. and Vandenabeele P., 2012, Analytical Archaeometry: Selected Topics, The Royal Society of
Chemistry
Ferraro J.R., Nakamoto K., Brown C.W., Introductory Raman Spectroscopy, Academic Press, 2003
Goldstein J., Newbury D. E., Joy D.C., Lyman C.E. , Echlin P., Lifshin E., Sawyer L., Michael J.R., 2003,
Scanning Electron Microscopy and X-ray Microanalysis, Springer, 695 p., 3 ed.
Gonzalez R.C., Woods R.E., 2008, Elaborazioni delle immagini digitali, Pearson, 840 p., 3 ed.
Ikeya M., New application of Electron Spin Resonance – Dating, Dosimetry and Microscopy, World
Scientific
Lewis I.R., Edwards H.G.M., Handbook of Raman Spectroscopy, Marcel Dekker, 2001
Long D. A., The Raman effect, John Wiley and sons Editor
Martini M., Milazzo M., PIacentini M., Physics Methods in Archaeometry
Oleari C. (a cura di), 2008, Misurare il colore. Fisiologia della visione a colori. Fotometria. Colorimetria e
norme internazionali, Hoepli, 442 p., 2 ed.
Tilley R.J.D., 2011, Colour and the optical properties of materials., Wiley, 510 p.
Turrell G. and Corset J., Raman Microscopy: Developments and Applications, Elsevier Academic Press,
1996.
Wyszecki G. and Stiles W. S., 2000, Color Science: Concepts and Methods, Quantitative Data and
Formulae, John Wiley & Sons, 968 p., 3 ed.
Appunti forniti dal docente
PROGRAMMAZIONE DEL CORSO
* Argomenti
1
L’archeometria e le scienze
applicate ai Beni Culturali
Riferimenti testi
Edwards H. and Vandenabeele P., 2012, Analytical Archaeometry:
Selected Topics, The Royal Society of Chemistry
2 * Colore e colorimetria
Oleari C. (a cura di), 2008, Misurare il colore. Fisiologia della
visione a colori. Fotometria. Colorimetria e norme internazionali,
Hoepli
3
Goldstein J., Newbury D. E., Joy D.C., Lyman C.E. , Echlin P., Lifshin
E., Sawyer L., Michael J.R., 2003, Scanning Electron Microscopy and
X-ray Microanalysis, Springer
Microscopia elettronica a
scansione
4 * Imaging multispettrale
Aldrovandi A., Picollo M., 2007, Metodi di documentazione e
indagini non invasive sui dipinti, Il Prato Editore
5 * Spettrometria Raman
Turrell G. and Corset J., 1996, Raman Microscopy: Developments
and Applications, Elsevier Academic Press
6 * Datazione tramite
luminescenza stimolata
Aitken, M.J , Thermoluminescence Dating & Optical dating of
sediments, Academic Press Inc.
7 * Datazione ESR
Ikeya M., New application of Electron Spin Resonance – Dating,
Dosimetry and Microscopy, World Scientific
8
Datazione U/Th
Aitken, M.J , Science-based Dating in Archaeometry, Longman
Archaeology Series
9
Altri metodi di datazione.
Aitken, M.J , Science-based Dating in Archaeometry, Longman
Archaeology Series
* Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame.
N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non
sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente
alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame.
MATERIALE DIDATTICO
http://studium.unict.it/dokeos/2016/index.php?category=194b09552421
PROVA D'ESAME
MODALITÀ D'ESAME
L'esame consiste in un colloquio sugli argomenti del programma e nella discussione di un elaborato
relativo alla descrizione e all'elaborazione dei dati sperimentali su un'esperienza di laboratorio realizzata
durante il periodo didattico.
DATE D'ESAME
I sessione
Primo Appello: 10 febbraio 2017 ore 9.00
Secondo Appello: 3 marzo 2017 ore 9.00
II Sessione
Primo Appello: 23 giugno 2017 ore 9.00
Secondo Appello: 21 luglio 2017 ore 9.00
III Sessione
Primo Appello: 15 settembre 2017 ore 9.00
Secondo Appello: 6 ottobre 2017 ore 9.00
ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI
Metodologie fisiche per i Beni Culturali e informazioni ottenibili.
Datazione di ceramiche e sedimenti mediante luminescenza stimolata.
Datazione di speleotemi mediante Risonanza di Spin Elettronico.
Misura di contenuti radioattivi tramite spettrometria gamma.
Misure sperimentali per la specificazione del colore.
Il ruolo della spettrometria Raman per lo studio dei Beni Culturali.