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| | Fisica II
A.A. 2007-2008
per il Corso di Laurea in Matematica, Chimica e Scienze
Geologiche
Programma del Corso di Fisica II
Facoltà di Scienze MM. FF. NN.
- Corso di Laurea in Informatica
Anno Accademico 2007-2008
Docente: Prof. Nicola Cavallo
Tipo: Corso fondamentale
Impegno [ore]: lezione: 48, crediti: 6
Scopo del Corso
Il corso si propone di fornire agli studenti i fondamenti
della teoria dell'elettrostatica, del magnetismo e dell'ottica. Nell'ambito
della prima parte prendendo come riferimento l'evoluzione storica si deducono le
leggi fondamentali di Coulomb e di Gauss. In seguito si affrontano gli argomenti
fondamentali del magnetismo descrivendo le leggi di Biot e Savart e di Ampere.
Prerequisiti
Per poter agevolmente seguire il corso si richiede una
conoscenza dei principali concetti dell'Analisi Matematica I, dell'analisi
Matematica II e una adeguata conoscenza dell'intero programma di Fisica I.
Propedeuticità
Fisica I
é propedeutico a Fisica II
Programma del Corso
Parte
I: Elettricità
 | Forza elettrostatica e Campo elettrostatico:
Introduzione ai fenomeni elettromagnetici, carica elettrica. Isolanti e
conduttori. Struttura della materia. Legge di Coulomb. Concetto e nozione di
campo elettrostatico. Campo elettrostatico campo elettrico generato da una
carica puntiforme, da un dipolo elettrico, da una carica lineare, da un
disco carico. Rappresentazione del campo elettrico tramite linee di forza.
Moto di una carica in un campo. Determinazione della carica elementare
(esperienza di Millikan). Conservazione della carica. |
| Lavoro elettrico e Potenziale elettrostatico: Lavoro della forza
elettrica, Tensione elettrica. Concetto di Potenziale elettrostatico. Differenza di potenziale. Relazione tra campo e potenziale
elettrico. Superfici equipotenziali. Esempi di Calcolo del potenziale
elettrico (carica puntiforme, dipolo elettrico, distribuzione di cariche.
Energia potenziale elettrica in presenza di un sistema di cariche
puntiformi. Dipolo elettrico. Forza agente su un dipolo elettrico. |
| Legge di Gauss: concetto di flusso di un campo vettoriale,
flusso del campo elettrico, legge di Gauss e rapporto con la legge di
Coulomb, conduttore carico isolato, situazioni di simmetria per
l'applicazione della legge di gauss (cilindrica, piana e sferica) |
| Conduttori, Dielettrici. Energia elettrostatica: Conduttori in
equilibrio. Conduttore cavo e schermo elettrostatico. Concetto di capacità di un conduttore
singolo, calcolo della capacità elettrica. Capacitori e capacità.
Capacitori in serie e parallelo. Energia elettrostatica. Proprietà
elettrostatiche dei dielettrici. Descrizione molecolare dei dielettrici,
dielettrici e legge di Gauss. Equazioni generali dell'elettrostatica in
presenza dei dielettrici. |
| Corrente elettrica: Cariche
in movimento e concetto di conduzione elettrica, corrente elettrica, densità di corrente.
Resistenza
e legge di Ohm, resistività, legge di Ohm dal
punto di vista microscopico. Resistenze in serie e parallelo. Concetto di
potenza per i circuiti elettrici. Modello
di Drude per i metalli. Conduzione nei semiconduttori e nei superconduttori. |
| Circuiti in corrente continua: Forza elettromotrice e resistenza interna di una
batteria. Energia elettrica e potenza. Calcolo dello corrente nel circuito
elementare. Differenza di potenziale. Circuiti a singola e più maglie.
Leggi di Kirchhoff. Circuiti RC. Amperometri e voltmetri. |
Parte
II: Magnetismo
| Campi
magnetici: Interazione magnetica. Campo magnetico, definizione del vettore induzione
magnetica B. Elettricità e Magnetismo. Campi elettrici e magnetici incrociati. Moto di una
carica elettrica in un campo magnetico. Forza magnetica agente sulle correnti. Momento agente su
una spira e un dipolo percorsi da corrente. |
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Sorgenti del campo magnetico, Legge di Ampere, Proprietà magnetiche della
materia: Campo magnetico generato da una
corrente. Legge di Biot e
Savart. Legge
di Ampere.
e sue applicazioni. Forza agente tra conduttori percorsi da
corrente. Flusso magnetico e legge di Gauss per i campi magnetici. Corrente
di spostamento e modifica della legge di Ampere. |
| Campi elettrici e magnetici generati da correnti: legge di Faraday dell'induzione e.m.. Applicazioni. Autoinduzione, Energia magnetica. Induzione mutua. Legge di Ampere-Maxwell. Le equazioni di Maxwell. | | Oscillazioni elettriche e correnti alternate. Oscillazioni elettriche. Circuiti in corrente alternata. Circuito RLC in serie. Risonanza. Applicazioni. | | Onde elettromagnetiche. Derivazione delle onde elettromagnetiche. Energia di un'onda e.m. e vettore di Poynting. Quantità di moto e pressione di radiazione. Polarizzazione.
Dipolo elettrico oscillante. Spettro. | Frequenza al corso La frequenza al corso non é obbligatoria ma é di importanza
essenziale sia per l'apprendimento dei concetti fondamentali della teoria che
per acquisire la necessaria manualità nella risoluzione degli esercizi. Esame L'esame consta di una prova scritta ed una prova orale riguardanti gli argomenti di elettromagnetismo trattati nel corso delle lezioni. Testi consigliati La frequenza al corso non é obbligatoria ma é di importanza
essenziale sia per l'apprendimento dei concetti fondamentali della teoria che
per acquisire la necessaria manualità nella risoluzione degli esercizi. Esame L'esame consta di una prova orale, riguardante gli argomenti di elettromagnetismo trattati nel corso delle lezioni. Testi consigliati Paolo Mazzoldi, Massimo Nigro, Cesare Voci Elementi di Fisica:
elettromagnetismo Seconda Edizione, 2005 Casa Editrice EdiSES Ricevimento degli studenti
Giovedì, ore 10:30-12:00 (Macchia Romana 1° piano, stanza
n.94b) |
Nicola
Cavallo
