Fisica generale 2

Anno accademico 2020/2021

Obiettivi formativi del corso

Questo insegnamento si propone di fornire allo studente le conoscenze di base riguardanti l’elettromagnetismo. Queste nozioni dovranno consentirgli di risolvere semplici problemi e di comprendere alcune proprietà fondamentali della materia.

Attività di supporto

Il corso prevede lo svolgimento di esercizi sugli argomenti trattati. Si prevede inoltre lo svolgimento di due esercitazioni scritte che possono (se svolte con esito sufficiente) costituire parte integrante dell’esame finale.

Programma

Legge di Coulomb e campo elettrico Isolanti e conduttori-Leggi fondamentali dell'elettrostatica-Campo elettrico

Legge di Gauss  Flusso– Deduzione dalla legge di Coulomb– Uso della legge di Gauss per la determinazione del campo elettrico

Potenziale elettrico Definizione-Dipolo elettrico-Proprietà elettrostatiche di un conduttore

Conduttori, capacità e dielettrici Isolanti e conduttori-Capacità e condensatori-Energia elettrostatica-Proprietà elettrostatiche dei dielettrici

Corrente e Resistenza La resistenza e le leggi di Ohm – Il modello di Drude – Resistenze in serie e parallelo – Amperometri e Voltmetri

Circuiti in corrente continua  Batterie – Energia elettrica – Leggi di Kirchhoff – Circuiti RC

Magnetostatica Cenni storici - Campo magnetico - Principio di sovrapposizione - Esperimenti di Oersted, Ampère, Biot e Savart - Forza di Lorentz - Forza su di un filo percorso da corrente -  Non esistenza di monopoli magnetici - Legge di Ampère e correnti amperiane - Applicazioni del teorema di Ampère: filo percorso da corrente, solenoide, corrente nel piano - Spettrometro di massa - Galvanometro - Forza tra due fili percorsi da corrente - Campo di una spira: momento magnetico - Campo di dipolo magnetico - Moto di particelle cariche in campo magnetico

L'induzione elettromagnetica La legge di Faraday-Lenz - La forza elettromotrice indotta - Motori e generatori - Trasformatori ed induttanze - Coefficiente di mutua induzione - Autoinduzione - Energia magnetica. e densità di energia.

Correnti alternate Circuito RL: transiente - Oscillazioni forzate in un circuito LC

Le equazioni di Maxwell La corrente di spostamento - Le equazioni di Maxwell - Il circuito oscillante e l'antenna - Radiazione elettromagnetica - Flusso di energia e vettore di Poynting - Pressione di radiazione ed intensità della radiazione

Le onde Onde nei mezzi elastici: onde sulle corde, sulla superficie dell'acqua, onde sonore - Funzione d'onda - Fase, lunghezza d'onda, periodo, vettor d'onda e frequenza - Relazione di dispersione e velocità di fase - Fronte d'onda - Principio di Huygens - Fenomeni d'interferenza - - Equazione delle onde e la sua derivazione dalle equazioni di Maxwell nel vuoto

Onde elettromagnetiche Equazione delle onde e la sua derivazione dalle equazioni di Maxwell nel vuoto - lo spettro elettromagnetico

Ottica ondulatoria Esperimento di Young - Diffrazione da una fenditura

Testi consigliati e bibliografia

-G. Cantatore, L. Vitale, Gettys Fisica 2 Elettromagnetismo-Onde. McGraw-Hill Libri Italia, Milano, 2011

-P.Mazzoldi, M.Nigro, C.Voci – Fisica vol. II Elettromagnetismo - Onde. Ed. EdiSES

-Halliday-Resnick-Krane – Fisica 2 – Ed. CEA