Obiettivi formativi
Al termine del corso, lo studente conoscerà e comprenderà i principali fenomeni di natura elettrica, magnetica e ottica. Conoscerà le leggi fondamentali dell'elettromagnetismo e dell'ottica, con particolare riguardo agli aspetti legati alle tematiche chimiche che caratterizzano il Corso di Studi.
Lo studente avrà inoltre acquisito la capacita' di applicare le sue conoscenze a semplici problemi in tale contesto. Sarà capace di interpretare in modo formale, ovvero attraverso modelli matematici le conoscenze fisiche di base.
Lo studente avrà sviluppato capacita' critiche nell'individuare i punti essenziali di un problema fisico, la validità di relazione note, la loro applicabilità.
Sarà inoltre in grado di comunicare i procedimenti con cui ha criticamente applicato le sue conoscenze a semplici casi e saprà descrivere efficacemente i risultati ottenuti.
Infine, lo studente sarà in grado di intraprendere studi accademici di livello superiore con un sufficiente grado di autonomia o di continuare la propria formazione professionale.
Prerequisiti
Propedeuticità: Fisica 1.
Contenuti dell'insegnamento
Fondamenti ed applicazioni di Elettromagnetismo e Ottica.
Programma esteso
La carica elettrica, la legge di Coulomb e il comportamento delle cariche nei materiali. La descrizione dell'interazione elettrostatica attraverso il campo elettrico ed il potenziale elettrico. La Legge di Gauss. Potenziale e campi elettrici generati da una distribuzione di cariche. I dipoli elettrici. Dipolo in un campo elettrico. Energia potenziale elettrostatica.
Le proprietà elettriche delle materia. Proprietà elettriche dei conduttori. Condensatori. Materiali dielettrici e loro proprietà. La corrente elettrica e la resistenza. Densita' di corrente e leggi di Ohm microscopiche e macroscopiche. Circuiti elettrici in corrente continua: le leggi dei circuiti.
I fenomeni elettrici associati a cariche in movimento ed il campo magnetico. Forza di Lorentz. Campi magnetici generati da correnti in movimento. Spire e momenti magnetici. Legge di Biot-Savart e Legge di Ampére. Solenoidi. L'induzione di Faraday. Le induttanze. I circuiti elettrici in corrente alternata e loro studio.
L'unificazione tra fenomeni elettrici e magnetici e le equazioni di Maxwell dell'elettromagnetismo.
Propagazione e proprietà delle onde elettromagnetiche. Ottica geometrica: riflessione, rifrazione, dispersione. specchi e lenti. Ottica ondulatoria: interferenza, diffrazione, reticoli di diffrazione, polarizzazione.
Bibliografia
In alternativa:
D. Halliday, R. Resnick, K.S. Krane Fisica 2, Casa Editrice Ambrosiana
Gettys Fisica 2, McGraw Hill IV edizione (con ottica)
La lista dettagliata dei capitoli e dei paragrafi dei libri di testo di cui è richiesto lo studio e delle parti opzionali è reperibile sulla piattaforma Elly. Sulla piattaforma lo studente troverà anche le sezioni di esercizi dei libri di testo di difficoltà commisurata al corso e che può affrontare per esercitarsi per prepararsi ad affrontare la prova scritta.
Sempre sulla piattaforma Elly, saranno inoltre disponibili i testi dettagliati e le soluzioni estese di tutti gli esercizi svolti durante le esercitazioni in aula.
Metodi didattici
Il corso si articola in circa due terzi di lezioni frontali e un terzo di esercitazioni in aula.
Durante le lezioni frontali verranno presentati gli aspetti teorici principali e le applicazioni più rilevanti, sempre con riferimento a specifiche situazioni sperimentali di interesse chimico.
Durante le esercitazioni in aula verranno applicati gli argomenti teorici a casi specifici e verranno spiegati e risolti esercizi molto simili a quelli che gli studenti dovranno affrontare durante la prova scritta.
Modalità verifica apprendimento
L'esame consta in una prova scritta e una orale.
Per avere accesso alla prova orale, lo studente deve superare la prova scritta con un voto maggiore o uguale a 17. La prova scritta si articola in 5 esercizi a risposta aperta relativi a:
elettrostatica, circuiti elettrici, cariche in moto in campi elettromagnetici, relazioni tra correnti e campi magnetici, ottica.
Lo scritto può essere superato svolgendo i primi 3 esercizi durante la prova parziale (novembre) e i successivi 2 esercizi nella prova di febbraio, oppure svolgendo i 5 esercizi in una prova unica da febbraio in poi. Nel caso di superamento dello scritto in due parti, il voto totale dello scritto è la media pesata dei due scritti parziali.
Durante lo svolgimento dello scritto, è consentito consultare uno dei testi consigliati del corso ed utilizzare una calcolatrice.
Lo scritto dà accesso all'orale per la sessione in cui è stato sostenuto e per le due successive. L'orale consta nella discussione degli eventuali errori commessi nello scritto e in una domanda aggiuntiva sul resto del programma.
Il voto finale è la media dei voti di scritto e orale.
Altre informazioni
Attività di supporto: Tutorato in Aula, in cui si affronta la risoluzione di semplici problemi, con applicazioni di quanto trattato nelle lezioni
immediatamente precedenti. Tutoraggio a richiesta, fuori dalle ore di lezione, per verificare soluzioni e procedimenti relativi alle esercitazioni scritte suggerite dal docente e svolte in autonomia dallo studente. Risorse web per la visualizzazione di semplici esperimenti di elettromagnetismo.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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