Obiettivi formativi
Questo insegnamento si propone di fornire allo studente le conoscenze di
base riguardanti l'elettrostatica e l’elettromagnetismo.
Queste nozioni dovranno consentirgli di risolvere semplici problemi e di
comprendere alcune proprietà fondamentali della materia. Si farà uso di
dimostrazioni in aula per illustrare sperimentalmente i fenomeni più
significativi. È previsto lo svolgimento di esercizi in aula, sotto la
supervisione del docente. Gli studenti sono tenuti inoltre a svolgere
settimanalmente a casa esercizi sugli argomenti trattati a lezione.
Prerequisiti
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Contenuti dell'insegnamento
Carica elettrica - Leggi dell'elettrostatica - Il campo elettrico - Particelle cariche in un campo elettrico - Legge di Gauss e sue applicazioni - Proprietà elettrostatiche dei conduttori - Energia potenziale elettrica - Potenziale elettrico - Relazione tra campo e potenziale - Capacità e condensatori - Condensatori in serie e parallelo - Energia elettrostatica - Dielettrici - Corrente e Resistenza La resistenza e le leggi di Ohm – Il modello di
Drude – I semiconduttori – 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 - Dimostrazione: forze
tra magneti e correnti - 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 - Dimostrazione: correnti parassite
L'induzione elettromagnetica La legge di Faraday-Lenz - La forza
elettromotrice indotta - Dimostrazione con oscilloscopio - Motori e
generatori - Trasformatori ed induttanze - Coefficente di mutua induzione
- Autoinduzione - Energia magnetica. e densità di energia.
Correnti alternate Circuito RL: transiente - Oscillazioni forzate in un
circuito LC - Bilancio energetico nel circuito RLC - Analogia tra circuito
RLC e oscillatore meccanico smorzato (pendolo, molla).
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
Programma esteso
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Bibliografia
W.E. Gettys, F.J. Keller, M.J. Skove, Fisica classica e moderna 2. McGraw-
Hill Libri Italia, Milano, 1998
Metodi didattici
Il corso prevede lo svolgimento di esercizi sugli argomenti trattati sia in
aula che a casa. Si prevede inoltre lo svolgimento di due esercitazioni
scritte che possono (se svolte con esito sufficiente) costituire parte integrante dell'esame finale
Modalità verifica apprendimento
Per chi segue assiduamente e raggiunge la sufficienza sulla media delle
prove scritte tenute durante l'anno è previsto un esame finale
semplificato. Chi invece non raggiunge la sufficienza dovrà sostenere una
prova d'esame completa composta di una parte scritta e, quando
richiesto, di una orale.
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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