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
The course is divided into two thirds of frontal lessons and one third of the classroom exercises.
During the frontal lessons, the main theoretical aspects and the most relevant applications will be presented, with reference to specific experimental situations of chemical interest.
During classroom exercises, theoretical arguments will be applied to specific cases and exercises will be explained and resolved very similar to those that students will face during the written test.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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