FISICA II A - L

FIS/01 - 9 CFU - 1° semestre

Docente titolare dell'insegnamento

LUIGI AMICO
Email: lamico@dmfci.unict.it
Edificio / Indirizzo: Dipartimento Fisica e Astronomia
Telefono: 0953785388
Orario ricevimento: giovedi 3-5pm


Obiettivi formativi

Il corso ha la finalità di fornire le conoscenze di base sui fenomeni e le leggi che regolano l'Elettromagnetismo classico. Queste, oltre ad avere un’importanza concettuale, sono alla base di svariate applicazioni nella tecnologia moderna.


Prerequisiti richiesti

Analisi I, Algebra, Fisica I.



Frequenza lezioni

La presenza alle lezioni non viene rilevata. Da una analisi statistica condotta nel quinquinnio passato, si e' riscontrato che gli studenti con almeno il 70% di presenze nel semstre hanno superato l'esame con un tasso di 7/10. Questa percentuale si abbassa a meno di 2/10 nel caso di studenti non frequentanti.



Contenuti del corso

Campo elettrostatico: Cariche elettriche: fenomenologia e legge di Coulomb. Principio di sovrapposizione. Campo elettrostatico generato da un insieme discreto di cariche. Linee di forza. Legge di Gauss. Campo elettrostatico prodotto da distribuzioni continue di cariche. Moto di cariche in un campo elettrostatico.

Potenziale elettrostatico: Lavoro della forza elettrica e potenziale elettrostatico. Energia potenziale elettrostatica, superfici equipotenziali. Tensione. Dipolo elettrico. Sviluppo in multipoli del potenziale. Equazioni di Maxwell per il campo elettrostatico.

Conduttori e capacità elettrica: Conduttori in equilibrio. Capacità di un conduttore isolato. Capacita' e potenziali di conduttori accoppiati. Condensatori, collegamenti in serie e parallelo. Energia immagazzinata in un condensatore.

Dielettrici: Fenomenologia dei dielettrici e vettore polarizzazione. Cariche di polarizzazione. Descrizione qualitativa della polarizzazione elettronica e per orientamento. Equazioni di Maxwell nei dielettrici.

Studio delle proprieta' del campo elettromagneitico al confine fra dielettrici e fra conduttori. Energia del campo elettrico in presenza di dielettrici. Trattazione microscopica della polarizzabilità elettronica.

Corrente elettrica continua: Conduzione elettrica. Corrente elettrica. Principio di conservazione della carica ed equazione di continuità. Modello di Drude per la conduzione e

legge di Ohm (effetto Joule). Resistori in serie e in parallelo.

Campo magnetico: Forza magnetica: fenomenologia. Discussione degli esperimenti di Oersted e Ampere. Legge di Lorentz. Forza su conduttori percorsi da corrente: leggi elementari

di Laplace. Principio di equivalenza di Ampere. Campo magnetico prodotto da correnti. Legge di Ampere. Azioni elettrodinamiche fra circuiti. Equazioni di Maxwell campo magnetostatico. Potenziale vettore. Trasformazioni di gauge

 

Mezzi magnetici: Fenomenologia delle sostanze magnetiche e vettore magnetizzazione. Equazioni di Maxwell nei mezzi magnetici. Condizioni di raccordo dei campi. Energia del campo magnetico nei mezzi materiali. Trattazione microscopica di Larmor del diamagnetismo e del paramagnetismo di Langevin. Discussione qualitativa del ferromagnetismo.

Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo: Induzione elettromagnetica, legge di Neumann-Faraday-Lenz. Forza elettromotrice indotta. Fenomeni di induzione. Corrente di spostamento e legge di Ampere Maxwell.

Equazioni di Maxwell e onde elettromagnetiche nel vuoto: Equazioni di Maxwell nel vuoto in forma integrale e differenziale. Introduzione alle onde elettromagnetiche. Equazione di

d'Alambert. Onde piane. Trasversalita' del campo elettromagnetico. Polarizzazione di onde elettromagnetiche. Densità di energia di onde elettromagnetiche, intensità e vettore di Poynting.

Equazioni di Maxwell nella materia e onde elettromagnetiche nei mezzi: Onde elettromagnetiche nei mezzi materiali lineari. Indice di rifrazione e velocità di propagazione.

Relazione tra indice di rifrazione, funzione dielettrica e coefficiente di assorbimento. Propagazione delle onde e.m. nei matriali isolanti e conduttori



Testi di riferimento

  1. Mazzoldi, Nigro, Voci, "Fisica II".
  2. R. P Feynman, "La Fisica di Feynman"
  3. R.D. Jackson, "Elettrodinamica classica"

Altro materiale didattico

Il materiale didattico e' elaborato insieme a gruppi di lavoro composti da studenti volontari. Alla fine del corso, il materiale e' corretto/elaborato dal docente e messo a disposizione di tutti gli studenti frequentanti.



Verifica dell'apprendimento


MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

Lesame prevede una prova scritta ed una orale.

La prova scritta consta di un esercio di eletromagnetismo nel vuoto ed uno di elettromagnetismo dei mezzi materiali.


PROVE IN ITINERE

Non sono previste prove in itinere.


PROVE DI FINE CORSO

Non sono previste.


ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

Gli esecizi vertono sulle parti piu' importanti del corso: Elettrostatica, Magnetostatica nel vuoto e nei materiali. Induzione ellettromagnetica. Onde elettromagnetiche nel vuoto e propagazione nei materiali. L'orale verte sulla spiegaziona teorica delle proprieta' del campo elettromagnetico esplicitamente trattate a lezione.




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