) Campo e potenziale elettrostatici. Conduttori e Dielettrici. Corrente
elettrica. Magnetostatica nel vuoto. Materiali magnetici. Campi variabili
nel tempo. Equazioni di Maxwell.
Parte II
P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci
Elementi di Fisica - Elettromagnetismo e Onde
Edises, Napoli
Mara Bruzzi, Esercizi di fisica ELETTROMAGNETISMO
societa' editrice Esculapio - Bologna
ISBN: 978-88-9385-028-5
2018
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.
Sono a disposizione degli studenti sul sito moodle del corso le videoregistrazioni di tutte le lezioni eseguite in aula. Inoltre sono presenti file video e in formato pdf riguardanti esercitazioni svolte e compiti d'esame svolti.
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
La prova
orale del modulo di fisica 2 è obbligatoria.
Il voto finale del corso di fisica 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.