27215 - FISICA GENERALE 2

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2017/2018

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede le conoscenze di base dell'elettromagnetismo classico e della relatività ristretta. Acquisisce le capacità necessarie per la soluzione di problemi elementari.

Programma/Contenuti

Modulo 1

a) Elementi di calcolo vettoriale differenziale e integrale. Campi scalari e vettoriali. Operatore gradiente. Flusso e circuitazione in campi vettoriali. Teoremi di Gauss e Stokes.

b) Elettrostatica. Carica elettrica. Legge di Coulomb. Campo elettrico e potenziale elettrostatico. Linee di campo e superfici equipotenziali. Legge di Gauss. Equazioni Poisson. Dipolo elettrico. Momenti di multipolo. Elettrostatica dei conduttori. Problema generale della elettrostatica e equazione di Laplace. Energia elettrostatica. Condensatori. Campo elettrico nei dielettrici.

c) La corrente elettrica continua. Intensita' di corrente e densita' di corrente.Equazione di continuita'. Leggi di Ohm e Joule anche in forma locale. Leggi di Kirchhoff.

d) Il campo magnetico costante nel vuoto. Fenomeni magnetici. Vettore induzione magnetica. Legge di Biot-Savart. Formule di Laplace. Forza di Lorentz. Flusso e circuitazione del vettore B. Divergenza e rotazione di B. Potenziale vettore. Teorema di equivalenza di Ampere. Campo magnetico nella materia.

e) L'induzione elettromagnetica. Legge di Faraday. Campo elettrico non conservativo. Autoinduzione e mutua induzione. L' energia del campo magnetico.

f) Equazioni di Maxwell. Corrente di spostamento.

Modulo 2

Esercizi sugli argomenti del Modulo 1 e del Modulo 2.

a) Soluzione delle equaizoni di Maxwell con i potenziali ritardati.

b) Onde. L' equazione delle onde. Onde piane e sferiche. Onde elettromagnetiche.Velocita' di propagazione e stati di polarizzazione. Conservazione dell' energia e vettore di Poynting. Quantita' di moto del campo elettromagnetico. Pressione di radiazione. Radiazione di dipolo e formula di Larmor. Propagazione delle onde nei mezzi materiali. Onde monocromatiche e non. Pacchetti d'onda. Velocita' di gruppo e di fase.

c) Limiti dell'elettromagnetismo classico. Effetto fotoelettrico.

d) Radiazione di una particella carica.

f) Relativita'. Trasformazioni di Galileo e loro incompatibilita' con le leggi di Maxwell. Invarianza della velocita' della luce. Trasformazioni di Lorentz. Composizione delle velocita'. Contrazione delle lunghezze e dilatazione dei tempi. Tempo proprio. Dinamica relativistica. Equivalenza massa-energia. Conservazione dell'impulso e dell'energia. Urti. Elettromagnetismo in relativita'. Trasformazioni per i campi E e B.

Testi/Bibliografia

a) Halliday, Resnick e Krane, FISICA 2, Casa Editrice Ambrosiana 

b) Amaldi et al., FISICA GENERALE, Zanichelli

c) Mencuccini, Silvestrini, FISICA Elettromagnetismo e Ottica, Casa Editrice Ambrosiana

d) R. Resnick, Introduzione alla relativita' ristretta, Casa Editrice Ambrosiana

Metodi didattici

Lezioni frontali alla lavagna e soluzione di problemi in aula.

Modalità di verifica dell'apprendimento

Prova scritta con soluzione di 3 problemi in massimo 3 ore, da superare con voto minimo (18/30) e successiva prova orale di circa 30 min. I risultati degli scritti sono validi per i successivi appelli orali della Sessione.

Il voto finale è la media dei voti delle prove scritta e orale.

Durante il corso verranno proposte due prove scritte intermedie ognuna di 2 ore (Dicembre e Maggio) che, se superate (>=18/30), sostituiscono la prova scritta per la sessione di esami estiva.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Paolo Capiluppi

Consulta il sito web di Francesca Pozzi