Presentazione

Organizzazione della Didattica

DM270
FISICA ORD. 2014


14

Corsi comuni

 

Frontali Esercizi Laboratorio Studio Individuale
ORE: 72 60 0 0

Periodo

AnnoPeriodo
II anno1 semestre

Frequenza

Facoltativa

Erogazione

Lingua

Italiano

Calendario Attività Didattiche

InizioFine
02/10/201719/01/2018

Tipologia

TipologiaAmbitoSSDCFU
baseDiscipline fisicheFIS/0114


Responsabile Insegnamento

ResponsabileSSDStruttura
Prof. ZWIRNER FABIOFIS/02Dipartimento di Fisica e Astronomia "Galileo Galilei"

Altri Docenti

DocenteCoperturaSSDStruttura
Prof. ZANETTI MARCOIstituzionaleFIS/01Dipartimento di Fisica e Astronomia "Galileo Galilei"

Attività di Supporto alla Didattica

Non previste.

Bollettino

Fisica generale 1, Analisi matematica 1, Analisi matematica 2, Geometria

In questo corso si studiano i fenomeni elettromagnetici, partendo dall'osservazione sperimentale per giungere alla formulazione di leggi. Le conoscenze da acquisire riguardano le metodologie sperimentali per lo studio dei fenomeni elettrici e magnetici, statici e dinamici e della teoria che permette la loro descrizione formale, fino alla formulazione delle equazioni di Maxwell sia nel vuoto che nella materia. Tra i fenomeni elettromagnetici studiati, particolare attenzione sarà dedicata a quelli dell'ottica e quindi allo studio di onde e oscillazioni.

L'insegnamento prevede lezioni frontali alla lavagna, con numerose dimostrazioni in Aula. La trattazione generale è corredata da esercizi illustrativi ed applicazioni.

Legge di Coulomb. Sistema Internazionale di unita’ di misura. Campo elettrostatico. Potenziale elettrostatico. Legge di Gauss. Equazioni di Poisson e Laplace. Dipolo elettrico. Approssimazione di dipolo per un sistema di cariche. Proprietà dei conduttori in equilibrio. Schermo elettrostatico. Capacità: condensatore ideale. Energia di un sistema di cariche. Energia del campo elettrostatico. Dielettrici. Costante dielettrica. Polarizzazione. Cariche di polarizzazione. Vettore spostamento elettrico. Cenni su interpretazione microscopica del comportamento dei dielettrici. Proprieta' della carica elettrica. L'esperienza di Millikan e la quantizzazione della carica. Correnti elettriche e densità di corrente. Conservazione della carica. Legge di Ohm. Effetto Joule. Generatori. Forza elettromotrice. Leggi di Kirchhoff. Cenni su superconduttività. Campo magnetico; forza di Lorentz. Moto di una carica in un campo magnetico. Frequenza di ciclotrone. Effetto Hall. Seconda legge di Laplace. Legge di Biot-Savart. Legge della circuitazione di Ampere. Potenziale vettore. Prima legge di Laplace. Forze tra correnti. Momento di dipolo magnetico. Induzione elettromagnetica. Legge di Faraday-Lenz. Mutua e auto-induttanza. Circuiti a costanti concentrate. Soluzioni stazionarie di circuiti con f.e.m. alternata. Legge di Ohm per circuiti in corrente alternata. Impedenza complessa. Risonanza in circuiti RLC. Equazione di Ampere-Maxwell; espressione finale delle equazioni di Maxwell. Il campo elettromagnetico. Energia di un sistema di correnti. Proprietà magnetiche dei materiali. Vettore magnetizzazione. Correnti di magnetizzazione Vettore H. Ferromagnetismo; curva di isteresi. Cenni su interpretazione microscopica del comportamento magnetico dei materiali. Moto oscillatorio. Sistemi con due o più gradi di libertà. Oscillazioni di una corda tesa. Equazione delle onde. Onde armoniche. Relazione di dispersione. Cenni sull’analisi di Fourier. Onde progressive. Mezzi dispersivi e non-dispersivi. Riflessione delle onde. Impedenza caratteristica. Onde in tre dimensioni. Onde sonore. Intensità delle onde sonore. Onde elettromagnetiche come soluzioni delle equazioni di Maxwell. Scoperta delle onde elettromagnetiche: esperimento di Hertz. Densità e flusso di energia del campo elettromagnetico. Condizioni di raccordo sulla superficie di separazione tra due mezzi. Soluzioni delle equazioni di Maxwell in un mezzo omogeneo o in due mezzi omogenei diversi in contatto tramite una superficie piana. Intensità delle onde elettromagnetiche. Campo di radiazione. Spettro delle onde e.m.. Propagazione degli impulsi. Velocità di gruppo. Misure della velocità della luce. Riflessione e rifrazione della luce dalle equazioni di Maxwell. Leggi di Snell. Assorbimento e indice di rifrazione complesso. Interferenza e diffrazione. Principio di Huygens-Fresnel. Esperimento dei fori di Young. Coerenza spaziale e temporale. Interferenza con lamine sottili. Frange di uguale inclinazione e uguale spessore. Interferenza tra molte sorgenti. Diffrazione da una fenditura e da una apertura circolare. Potere risolutivo di una lente. Diffrazione da molti centri disposti casualmente. Potere risolutivo di uno strumento ottico. Criterio di Rayleigh. Reticolo di diffrazione. Potere risolutivo di un reticolo. Polarizzazione della luce: lineare, circolare, ellittica. Polarizzazione per riflessione (angolo di Brewster), per diffusione, per dicroismo. Legge di Malus. Analizzatori. Onde e.m. in mezzi non isotropi. Birifrangenza. Lamina a quarto d’onda. Birifrangenza artificiale. Attività ottica.

L'esame prevede sia una prova scritta che una orale, nella stessa sessione di esame. La prova scritta è propedeutica all'orale. La prova scritta per l'ammissione all'orale nella sessione invernale (alla fine del I semestre), puo' esser sostituita dalle prove scritte parziali (compitini) durante il semestre

Nella prova scritta lo studente deve mostrare la capacità di risolvere dei semplici problemi sugli argomenti svolti nel corso. Nella prova orale lo studente deve mostrare la capacità di analizzare fenomeni elettromagnetici e la comprensione delle leggi fisiche che li descrivono.

A. Bettini, Elettromagnetismo. Bologna: Decibel-Zanichelli., A. Bettini, Le Onde e la luce. Bologna: Decibel-Zanichelli, P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Fisica, vol. 2 Seconda Edizione. Napoli: EdiSES,