Fisica generale 2

A.A. 2016/2017
Insegnamento per
9
Crediti massimi
89
Ore totali
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
L'insegnamento di Fisica Generale 2 ha lo scopo di fornire i concetti di base dell'elettricità e del magnetismo. Ha come finalità la discussione delle leggi fondamentali dell'elettromagnetismo di Maxwell. Saranno trattati i campi elettrici e magnetici statici e dipendenti dal tempo, le proprietà generali delle onde, le onde elettromagnetiche. Particolare rilevanza sarà data alla risoluzione di problemi sugli argomenti basilari del corso.
Padronanza degli argomenti del programma; conoscenze di base sull'elettromagnetismo classico; capacità di analisi e di sintesi che consentono agli studenti di individuare le tecniche più efficaci per poter risolvere i problemi proposti.

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
Responsabile
Esercitazioni: 44 ore
Lezioni: 45 ore
Programma
Elettrostatica
Proprietà della carica elettrica e legge di Coulomb
Induzione elettrostatica
Forza, campo e potenziale elettrostatico
Cariche puntiformi e distribuzioni continue di carica
Energia elettrostatica di un sistema di cariche
Flusso del campo - Teorema di Gauss
Equazioni di Maxwell (forma integrale e locale) per il campo elettrostatico nel vuoto
Equazione di Poisson - Equazione di Laplace
Conduttori e condensatori - Capacità - Energia del campo elettrostatico
Corrente elettrica e circuiti in corrente continua
Intensità e densità di corrente - Equazione di continuità - Regime stazionario
Resistore - Resistenza, resistività e conduttività
Leggi di Ohm - Effetto Joule - Forza elettromotrice

Magnetostatica
Forza di Lorentz e vettore campo magnetico B
Azioni meccaniche su circuiti percorsi da corrente stazionaria in un campo magnetico - II legge elementare di Laplace - Principio di equivalenza di Ampère
Campo magnetico generato da correnti stazionarie - Legge di Biot-Savart - I legge elementare di Laplace -
Legge di Ampère-Laplace
Legge della circuitazione di Ampère
Flusso di B
Equazioni di Maxwell (forma integrale e locale) per il campo B generato da correnti stazionarie nel vuoto

Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo
Induzione Elettromagnetica - Legge di Faraday - Legge di Lenz
Origine fisica della forza elettromotrice indotta
Misure di campo magnetico - Legge di Felici
Autoinduzione - autoflusso - induttanza - forza elettromotrice di autoinduzione
Esempi di correnti variabili nel tempo: circuito RC e circuito RL
Energia magnetica
Oscillazioni elettriche: circuito LC ideale
Corrente di spostamento - Legge di Ampère-Maxwell
Equazioni di Maxwell per campi elettrici e magnetici variabili nel vuoto (forma integrale e locale)
Densità di energia elettromagnetica - Equazione di continuità

Perturbazione ondosa
Tipi di onde, onde trasversali/longitudinali
Onda piana - Equazione di d'Alembert
Onda progressiva/regressiva - Principio di sovrapposizione
Onda piana armonica: ampiezza, periodo, lunghezza d'onda, frequenza, pulsazione
Cenni sull'analisi di Fourier
Onda in una corda tesa, elastica, ideale: velocità di propagazione, potenza media trasportata dall'onda, densità lineare di energia meccanica, intensità dell'onda
Onde in più dimensioni: fronte d'onda, raggio, onda armonica piana/sferica/ circolare/cilindrica, vettore di propagazione, funzione d'onda, potenza media, ampiezza, intensità

Onde Elettromagnetiche
Dalle equazioni di Maxwell all'equazione delle onde per i campi E e B nel vuoto
Onda elettromagnetica piana: proprietà
Onda elettromagnetica piana armonica - polarizzazione lineare/ellittica/circolare
Energia di un'onda elettromagnetica - vettore di Poynting
Intensità trasportata da un'onda elettromagnetica
Equazione di continuità dell'energia elettromagnetica - Teorema di Poynting
Interazione fra onde elettromagnetiche e materia carica: energia/quantità di moto/ momento angolare di un'onda elettromagnetica - pressione di radiazione
Prerequisiti e modalità di esame
Scritto e orale
Metodi didattici
Tradizionali
Materiale didattico e bibliografia
P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci , FISICA, Vol II, EdiSES
C. Mencuccini, V. Silvestrini, FISICA II, Liguori Editore
L. Lovitch, S. Rosati, FISICA GENERALE, Vol II, CEA
P. A. Tipler, Corso di Fisica, Vol II, Zanichelli
D. Halliday, R. Resnick, K.S. Krane, FISICA 2, CEA
Periodo
Primo semestre
Docente/i
Ricevimento:
Su appuntamento
Ricevimento:
su appuntamento tramite e-mail
Studio A/2/C8 - Dipartimento di Fisica - Palazzo Lita - II piano