Campo e potenziale elettrostatici. Conduttori e Dielettrici. Corrente elettrica. Magnetostatica nel vuoto. Materiali magnetici. Campi variabili nel tempo. Equazioni di Maxwell. Onde. Introduzione ai concetti di fisica moderna.
Parte II
P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci
Elementi di Fisica - Elettromagnetismo e Onde
Edises, Napoli
Mara Bruzzi, Esercizi svolti di fisica generale
Editrice Esculapio - Progetto Leonardo - Bologna
ISBN: 978-88-7488-247-2
Obiettivi Formativi
Il corso si propone di fare acquisire allo studente un metodo scientifico per lo studio e la schematizzazione di sistemi e fenomeni fisici. Vengono presentate e discusse nozioni di fisica di base concernenti elettromagnetismo, onde e di alcuni aspetti fondamentali della fisica moderna.
Capacita' acquisite:
1) Acquisizione di un metodo scientifico per lo studio e la schematizzazione di sistemi e fenomeni fisici.
2) Conoscenza delle nozioni fisiche di base concernenti meccanica, termodinamica, elettromagnetismo e di alcuni aspetti fondamentali di fisica moderna, secondo quanto indicato nel programma del corso.
3) Capacità di utilizzare correttamente tali nozioni e di eseguire le operazioni ed i calcoli relativi.
Prerequisiti
1) Nozioni di matematica secondo quanto previsto dai programmi ministeriali della scuola secondaria superiore.
2) Capacità di utilizzare correttamente tali nozioni e di eseguire le operazioni ed i calcoli relativi.
Metodi Didattici
Il corso prevede lezioni ed esercitazioni in aula.
Modalità di verifica apprendimento
Prova/e scritta/e
Viene effettuata una prova scritta separata per Fisica 1 e per Fisica 2. Non e’ necessario aver superato la prova di Fisica 1 per effettuare la prova di Fisica 2 o viceversa. Ogni prova scritta è da ripetersi se il voto è inferiore a 17/30. In caso di prove scritte ripetute, il voto della prova è quello corrispondente all'ultimo compito scritto consegnato dallo studente.
Prova/e orale/i
In caso di prova scritta con risultato uguale o maggiore a 17/30 la prova orale è obbligatoria se il risultato del compito scritto corrisponde ad una votazione tra 17/30 e 20/30, è invece facoltativa da 21/30 a 30/30.
Il voto finale è dato dalla media dei due voti ottenuti nelle prove parziali di Fisica 1 e Fisica 2.
Programma del corso
Elettrostatica
Forza di Coulomb, campo elettrostatico E , linee di forza del campo elettrostatico, moto di una particella carica in un campo elettrico uniforme, distribuzioni continue di cariche, energia elettrostatica, potenziale elettrostatico, dipolo elettrico. Flusso del campo elettrostatico, legge di Gauss, applicazione della legge di Gauss. Isolanti e conduttori, induzione elettrostatica, teorema di Coulomb, potenziale di un conduttore carico. Capacità, condensatori piani, cilindrici e sferici, collegamento di condensatori, energia immagazzinata nel condensatore.
Materiali Dielettrici
Vettore polarizzazione P, il vettore spostamento D, densità superficiale e volumetrica di carica di polarizzazione, legge di Gauss per i dielettrici, dielettrici lineari, costante dielettrica relativa, suscettività dielettrica, condensatori con dielettrico.
Corrente elettrica stazionaria
Intensità di corrente elettrica, vettore densità di corrente, equazione di continuità, leggi di Ohm, resistività e conducibilità elettrica, resistenza, Forza elettromotrice, resistori in serie e parallelo, leggi di Kirchhoff. Legge di Joule. Un modello per la conduzione elettrica Cenni alla conduzione elettrica nei solidi. Circuiti RC.
Magnetostatica nel vuoto
Definizione e proprietà del campo magnetico, Forza magnetica agente su un conduttore percorso da corrente. Coppia magnetica su una spira. Moto di una particella carica in un campo magnetico. Effetto Hall. Campo magnetico generato da circuiti percorsi da corrente, campo magnetico prodotto da solenoide rettilineo infinito, legge di Biot-Savart. Legge di Ampere. Flusso del campo magnetico, legge di Gauss per il magnetismo. Forze magnetiche tra fili percorsi da corrente
Proprietà magnetiche della materia
Permeabilità magnetica, suscettività magnetica, materiali dia- e paramagnetici, vettore magnetizzazione M, vettore H, materiali ferromagnetici. Circuiti magnetici.
Campi variabili nel tempo
La legge dell'induzione elettromagnetica di Faraday-Neumann. Legge di Lenz. Forza elettromotrice indotta e campo elettrico. Esempi: alternatore, correnti di Foucault. Coefficienti di auto induzione L e di mutua induzione M. Esempi: calcolo di L e M per circuiti semplici. Circuiti RL. Energia magnetica. Legge di Ampere-Maxwell. Equazioni di Maxwell.
Onde
Equazione d'onda, velocità di propagazione, vettor d'onda e lunghezza d'onda. Onde elettromagnetiche piane. Polarizzazione. Energia e quantità di moto delle onde elettromagnetiche. Spettro delle onde elettromagnetiche. Principio di Huygens-Fresnel. Leggi della riflessione e della rifrazione. Radiazione termica . Corpo nero.