ELETTRODINAMICA RELATIVISTICA

Conoscenze di meccanica, di elettromagnetismo e di calcolo differenziale ed integrale delle funzioni a più variabili.

Fortemente consigliata

Fondamenti di teoria della relatività speciale ed elementi di relatività generale

Definizione operativa delle misure di spazio e di tempo – Convenzionalità del metodo di sincronizzazione: simultaneità topologica e simultaneità metrica - Sincronizzazione di Einstein e di Reichenbach – Trasformazioni di sincronia e sue proprietà(*) - Postulati della teoria della relatività speciale - Dilatazione delle durate, contrazione delle lunghezze e trasformazioni di Lorentz – Proprietà algebrico-geometriche delle trasformazioni di Lorentz - Intervallo spazio-temporale – Cronotopo di Minkowski – Ordine temporale e separazione spaziale degli eventi - Tempo proprio – Paradosso dei gemelli - Trasformazioni di Lorentz vettoriali - Trasformazioni della velocità e dell’accelerazione – Accelerazione propria – Trasformazioni della quantità di moto, dell’energia e della forza - Aberrazione ed effetto Doppler – Riflessione da uno specchio in moto - Elementi di teoria della relatività generale: Principio di equivalenza, deflessione della luce in un campo gravitazionale, red shift gravitazionale, buchi neri.

Teoria classica della radiazione e formulazione covariante delle equazioni di Maxwell

Richiami sulle equazioni di Maxwell - Le leggi di conservazione: vettore di Poynting e tensore degli sforzi di Maxwell – Teorema di decomposizione di Helmoltz(*) - Onde piane nei conduttori Ohmici(*) - Potenziali del c.e.m. e le trasformazioni di gauge – Metodo della funzione di Green per la soluzione dell’equazione d’onda – Potenziali ritardati – I potenziali di Liénard e Wiechert – Campo elettromagnetico generato da una carica in moto: Radiazione da carica accelerata a bassa velocità e formula di Larmor - Stabilità dell’atomo idrogenoide – Bremsstrahlung – Radiazione di Sincrotrone – Formula di Liénard - Radiazione Cherenkov - Trasformazioni di Lorentz come rotazioni nello spazio-tempo di Minkowski – Quadrivettori spazio-tempo, velocità e accelerazione – Quadrivettori densità di corrente e potenziale - Tensore del campo elettromagnetico - Trasformazioni del c.e.m. - Equazioni di Maxwell in forma covariante - Elementi di calcolo delle variazioni – Lemmi notevoli del calcolo delle variazioni - Casi particolari dell’equazione di Eulero-Lagrange – Brachistocrona - Formulazione lagrangiana della meccanica relativistica – Lagrangiana e hamiltoniana di una carica in c.e.m. esterno – Forza di Minkowski - Moto relativistico di cariche in campi elettrici e magnetici uniformi – Soglie dei processi anelastici (*) - Formulazione lagrangiana per sistemi continui e campi - Lagrangiana del campo elettromagnetico.

Elementi di fisica atomica, nucleare e subnucleare

La radiazione del corpo nero e l'ipotesi di Planck - Effetto fotoelettrico - Effetto Compton – Creazione di coppie e+-e^- - Modelli atomici di Thomson, Rutherford e Bohr - Dimensione e costituzione del nucleo atomico – Densità della materia nucleare – Forze nucleari, difetto di massa ed energia di legame per nucleone - Fissione e fusione nucleare – Nuclei instabili: attività α, β e γ. Legge di decadimento radioattivo – Catene di decadimento – Datazione con metodi radioattivi ed uso degli isotopi radioattivi come traccianti – Diffrazione degli elettroni - Principio di indeterminazione di Heisenberg – Elementi di meccanica quantistica: Equazione di Schrodinger – Teorema di Ehrenfest - Particella in una buca di potenziale – Effetto tunnel – Oscillatore armonico quantistico - Teoria di Yukawa delle interazioni nucleari – Le quattro forze della natura – Quark –Teorie della grande unificazione.

Nota: Gli argomenti contrassegnati con un asterisco sono da intendersi facoltativi.

R. Resnick : Introduzione alla relatività ristretta" - C.E.A., Milano.

V. Barone Relatività - Bollati Boringhieri

H. Goldstein : Meccanica classica - Zanichelli

L. Lovitch, S. Rosati : Fisica Generale: Elettricità,Magnetismo, Elettromagnetismo,

Relatività ristretta, Ottica, Meccanica quantistica - C.E.A.

J.D. Jackson : Elettrodinamica classica - Zanichelli

A. Campolattaro : I fondamenti della fisica moderna, Liguori

P.A. Tipler, G. Mosca : Corso di Fisica – Fisica Moderna, Zanichelli

Lo studente è comunque libero di scegliere qualsiasi altro testo a livello universitario.

testi consigliati

La verifica dell'apprendimento è affidata ad un esame finale orale. Esso tende ad accertare il livello di conoscenza conmplessiva del candidato, la sua capacità di affrontare criticamente gli argomenti studiati e di mettere in correlazione le varie parti del programma. Alla formulazione del voto finale concorreranno sia la padronanza dimostrata nella trattazione degli argomenti oggetteo dell'esame e della terminologia tecnico-scientifica apprpriata, sia la abilità acquisita di mettere in relazione in modo critico i vari argomenti curandone sia gli aspetti matematici che fisici.

nessuna

nessuna

L'esame verte su tutto il programma svolto