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| | Fisica II
A.A. 2013-2014
per il Corso di Laurea in Chimica
Programma del Corso
Facoltà di Farmacia
- Corso di Laurea in Chimica
Anno Accademico 2013-2014
Docente: Prof. Nicola Cavallo
Tipo: Corso fondamentale
Impegno [ore]: lezione: 64, crediti: 8
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.
Infine, si trattano i fenomeni ondulatori, cenni di ottica geometrica, ottica
interferenziale e diffrattiva.
Prerequisiti
Per poter agevolmente seguire il corso si richiede una
conoscenza dei principali concetti dell'Analisi
Propedeuticità
Nessuna
Programma del Corso
Elettricità
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Carica elettrica: Introduzione
ai fenomeni elettromagnetici. carica elettrica. Isolanti e conduttori. Legge
di Coulomb. Legge di Coulomb. Quantizzazione della carica. Conservazione
della carica. |
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Campi elettrici: Cariche e
interazioni. Concetto e nozione di campo elettrico. Calcolo del campo
elettrico. Rappresentazione del campo elettrico tramite linee di forza.
Campo elettrico generato da una carica puntiforme, da un dipolo elettrico,
da una carica lineare, da un disco carico. Particella carica in un campo
elettrico uniforme. |
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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). |
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Potenziale elettrostatico:
Energia potenziale elettrica. Potenziale elettrico. 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, Proprietà elettrostatiche di un conduttore carico
isolato. |
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Capacità e dielettrici: Concetto di
capacità di un conduttore singolo, calcolo della capacità elettrica,
Condensatori e capacità. Condensatori in serie e parallelo. Energia
elettrostatica. Proprietà elettrostatiche dei dielettrici. Descrizione
molecolare dei dielettrici, dielettrici e legge di Gauss. |
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Corrente elettrica e Resistenza: Cariche
in movimento e concetto di 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. |
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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. |
Magnetismo
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Campi magnetici:Campo magnetico, definizione del vettore induzione magnetica B. Campi
elettrici e magnetici incrociati. Moto circolare di una carica elettrica.
Forza magnetica agente sulle correnti. Momento agente su una spira e un
dipolo percorsi da corrente. |
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Campi magnetici generati da correnti: 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. |
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Induzione elettromagnetica::
Legge di
induzione elettromagnetica. Legge di Lenz. Forza elettromotrice di
movimento. Concetto di induttanza, induttori. Generatori e alternatori.
Campi elettrici indotti. Forza elettromotrice autoindotta e induttanza.
Circuiti LR. Energia nei circuiti LR. Mutua induttanza. Trasformatori. |
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Proprietà magnetiche della materia:
Correnti atomiche e magnetizzazione. Diamagnatismo, paramagnetismo e
ferromagnetismo. Intensità del campo magnetico, Campo magnetico terrestre.
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Oscillazioni elettromagnetiche e correnti
alternate: Oscillazioni nei circuiti LC. Circuiti RLC serie.
Circuiti puramente resistivi, capacitivi e induttivi. Circuiti RLC serie con
forza elettromotrice alternata. Potenze in un circuiti RLC con forza
elettromotrice alternata. |
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Onde elettromagnetiche: trattazione qualitativa
della propagazione di un'onda e.m. Equazioni di Maxwell. Equazione d'onda
per E e B. |
Ottica
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Ottica geometrica: Il caso
della luce. Sorgente puntiforme, raggio luminosoe fronte d'onda. L'ottica
geometrica come approssimazione (concetti di fronte d'onda, raggio luminoso
e sorgente estesa). Leggi fondamentali dell'ottica. Miraggi. |
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Ottica interferenziale: La
luce come fenomeno ondulatorio. Principio di Huygens (propagazione,
riflessione, rifrazione, lunghezza d'onda, indice di rifrazione).
Diffrazione, Esperimento di Young. Coerenza. Doppia fenditura. Interferenza
su pellicole sottili. Interferometro di Michelson. |
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Ottica diffrattiva: La luce
come fenomeno ondulatorio. Diffrazione. Fenditura singole, circolare e
doppia. Reticolo di diffrazione. Potere risolvente di un reticolo.
Diffrazione dei raggi X. |
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 trattati nel corso delle lezioni.
Entrambe devono essere svolte nello
stesso appello.
Testi consigliati
David Halliday, Robert Resnick e
Jearl Walker
| Fondamenti di Fisica: Elettrologia, Magnetismo, Ottica (SESTA EDIZIONE)
|
Casa Editrice Ambrosiana
Ricevimento degli studenti
Giovedì, ore 11:30-12:00 - (Macchia Romana 1° piano, stanza
n.94b)
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Nicola
Cavallo
