ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| GEOPHYSICAL INSTRUMENTATION AND GEOPHYSICAL POTENTIAL FIELDS | FIS/03 | LEZIONI | 48 |
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Al termine del corso gli studenti:
By the end of the course the students:
L'apprendimento degli studenti viene continuamente misurato durante il corso attraverso momenti informali di valutazione, come la partecipazione in classe o incontri tra il docente e un gruppo di studenti. La capacità dello studente, di spiegare correttamente gli argomenti principali presentati durante il corso, sarà valutata formalmente alla fine del corso.
Student learning is continuously measured during teacher instruction through informal forms of assessment, like class participation or meetings between the lecturer and a group of students. The student's ability, to explain correctly the main topics presented during the course, will be formally assessed at the end of the course.
Al termine del corso, gli studenti conosceranno il principio di base della strumentazione e saranno in grado di valutare le procedure di base per il loro lavoro sul campo.
By the end of the course, students will know the basic principle of instrumentation and they will be able to assess the basic procedures for their work on the field.
Verranno posti quesiti per stimolare gli studenti a pensare in maniera critica. Gli studenti saranno incoraggiati a porre domande ed approfondire le proprie idee per migliorare le proprie capacità di risoluzione dei problemi e acquisire una comprensione più profonda dei concetti accademici.
Thought-provoking questions will be asked to inspire students to think critically. Students will be encouraged to ask questions and investigate their own ideas to improve their problem-solving skills as well as gain a deeper understanding of academic concepts.
Gli studenti acquisiranno la consuetudine a condurre la raccolta e l'analisi dei dati sperimentali con accuratezza e precisione.
Students will acquire the practice to conduct the collection and analysis of experimental data with accuracy and precision.
Agli studenti verranno richiesti brevi aggiornamenti sugli argomenti discussi.
Students will be asked for brief updates on the topics discussed.
Sono richieste conoscenze di base di analisi matematica.
Basic knowledge of mathematical analysis is required.
Lezioni frontali con ausili visivi.
La pagina di e-learning verrà utilizzata per il download di materiale didattico, comunicazioni, pubblicazioni di articoli precedenti.
Incontri saranno organizzati su richiesta degli studenti.
Si consiglia la frequenza.
Lectures with visual aids.
The e-learning page will be used for downloading teaching materials, communications, release of past papers.
Meetings will be arranged on request of the students.
Attendance is recommended.
Richiami di elettronica. Circuiti lineari nel dominio del tempo e nel dominio delle frequenze. Cenni sugli amplificatori operazionali.
Caratteristiche generali della strumentazione: funzione di trasferimento; sensibilità e accuratezza; densità spettrale di potenza; rumore.
Acquisizione di un segnale e conversione analogico - digitale.
La misura del tempo. Scale di tempi. Tempo UT, UTC e TAI
Sistemi satellitari di localizzazione punto (GNSS). Il sistema GPS: modalità di misura e cause di incertezza. GPS differenziale. Integrazioni al GPS (GLONASS) ed altri sistemi GNNS (GLONASS, Galileo, Bei-dou).
Introduzione matematica alla descrizione dei campi di potenziale
Campo gravitazionale e Elementi di geodesia. Coordinate geodetiche. Il campo gravitazionale. Il geoide e i modelli di campo gravitazionale. L’ellissoide di riferimento . La gravità normale. Anomalie di gravità. Variazioni temporali del campo di gravità.
La strumentazione gravimetrica. Gravimetri assoluti: pendolo, gravimetri a caduta libera, gravimetri quantistici. Gravimetri a molla, gravimetro superconduttore. Gravimetri da mezzi mobili e gradiometria.
Fondamenti di magnetismo. Leggi fondamentali e proprietà magnetiche dei materiali.
Il campo geomagnetico. Descrizione del campo geomagnetico. Origine del campo geomagnetico e sua evoluzione temporale. Il modello globale IGRF
Magnetometri. Fluxgate,e SQUID. Magnetometri atomici: magnetometri a precessione di protone, a effetto Overhauser, a pompaggio ottico di vapore di atomi alcalini. Magnetometri a He4.
L’indagine geomagnetica. Campagne magnetometriche. Carta d’anomalia. Analisi spettrale e carte filtrate.
Onde sismiche. Concetti fondamentali.
Sismometri. Oscillatore armonico smorzato. Sismometri e geofoni. Simometri statici a feedback e a larga banda.
Basics of Electronics. Analisys of Linear Circuits in the Time Domain and in the Frequency Domain. Notes on operational Amplifiers.
General instrumentation features: transfer function; sensitivity and accuracy; spectral power density; noise.
Signal acquisition and analog to digital conversion.
Time measurement. Time scale. Time UT, UTC and TAI
Satellite Location Satellite Systems (GNSS). The GPS system: measurement mode and causes of uncertainty. Differential GPS. Integrations to GPS (GLONASS) and other GNNS systems (GLONASS, Galileo, Bei-dou).
Mathematical Introduction to Potential Fields description.
Gravitational Field and Geodesy Elements. Geodetic coordinates. The gravity field. Geoid and gravitational field models. The reference ellipsoid. Normal gravity. Gravitaational anormalies. Gravity temporal variations.
The gravimetric instrumentation. Absolute gravimeters: pendulum, free-fall gravimeters, quantum gravimeters. Spring Gravimeters, superconducting gravimeter. Gravimeters with moving media and gradiometry.
Fundamentals of magnetism. Basic laws and magnetic properties of materials.
The geomagnetic field. Geomagnetic field description. Origin of the geomagnetic field and its temporal evolution. The global IGRF model.
Magnetometers. Fluxgate, and SQUID. Atomic Magnetometers: Proton precession and Overhauser Effect Magnetometers, Optical Pumping Magnetometers of Alkaline Atoms Vapour and of He4.
The Geomagnetic Survey. Magnetometric Campaigns. Anomaly map. Spectral analysis and filtered maps.
Seismic waves. Basic concepts.
Seismometers. Damped harmonic oscillator. Seismometers and geophones. Static feedback and wide band seismometers. Rotational seismometry.
N. Beverini Appunti del corso
W. Lowrie, Fundamentals of Geophysics, Second Edition, Cambridge University Press, 2007
S.W. Smith, The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing, Second Edition, California Technical Publishing , 1999
International Center for Global Earth Models
International Geomagnetic Reference Field
EU's Global Navigation Satellite Systems
N. Beverini Lecture notes
W. Lowrie, Fundamentals of Geophysics, Second Edition, Cambridge University Press, 2007
S.W. Smith, The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing, Second Edition, California Technical Publishing , 1999
International Center for Global Earth Models
International Geomagnetic Reference Field
EU's Global Navigation Satellite Systems
E' fortemente consigliata la frequenza.
Attendance is strongly recommended.
Esame orale
Consiste ii un colloquio tra il candidato e il docente e i suoi collaboratori. Il candidato per superare il test deve:
mostrare la capacità di esprimersi in modo chiaro usando la terminologia corretta;
rispondere a domande riguardanti le materie fondamentali del corso;
dimostrare la capacità di mettere in relazione e collegare parti del programma al fine di rispondere correttamente a una domanda.
Oral test.
It consists of an interview between the candidate and the lecturer and his collaborators. The candidate to pass the test must:
