Obiettivi formativi
Questo insegnamento si propone di fornire allo studente le conoscenze di base riguardanti l'elettrostatica e l’elettromagnetismo.
Conoscenze e capacità di comprensione:
Alla fine del percorso dell’insegnamento lo studente dovrà conoscere i fenomeni fondamentali dell'elettromagnetismo classico e le leggi che li governano. Dovrà, inoltre, essere in grado di risolvere semplici problemi relativi agli argomenti trattati.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate:
Lo studente dovrà essere in grado di analizzare i fenomeni elettromagnetici e di interpretarli sulla base di una formulazione matematica delle leggi fisiche. Si farà uso di dimostrazioni in aula per illustrare sperimentalmente i fenomeni più
significativi.
Autonomia di giudizio:
Alla fine del corso, lo studente dovrà possedere gli strumenti per comprendere i fenomeni fisici di natura elettromagnetica.
Abilità comunicative:
Lo studente dovrà possedere l’abilità di esporre in maniera chiara i concetti di base dell'elettromagnetismo e interpretare molti fenomeni osservabili sulla base di queste.
Capacità di apprendere:
Lo studente dovrà aver acquisito quelle capacità di apprendimento dell'elettromagnetismo che gli sono necessarie per intraprendere studi successivi con un alto grado di autonomia.
È previsto lo svolgimento di esercizi in aula, sotto la
supervisione del docente. Gli studenti sono tenuti inoltre a svolgere
settimanalmente a casa esercizi sugli argomenti trattati a lezione.
Prerequisiti
Corso di Fisica Generale 1
Contenuti dell'insegnamento
Carica elettrica - Leggi dell'elettrostatica - Il campo elettrico - Particelle cariche in un campo elettrico - Legge di Gauss e sue applicazioni - Proprietà elettrostatiche dei conduttori - Energia potenziale elettrica - Potenziale elettrico - Relazione tra campo e potenziale - Capacità e condensatori - Condensatori in serie e parallelo - Energia elettrostatica - Dielettrici - Corrente e Resistenza La resistenza e le leggi di Ohm – Il modello di
Drude – I semiconduttori – Resistenze in serie e parallelo – Amperometri e
Voltmetri
Circuiti in corrente continua Batterie – Energia elettrica – Leggi di
Kirchhoff – Circuiti RC
Magnetostatica Cenni storici - Campo magnetico - Principio di
sovrapposizione - Esperimenti di Oersted, Ampère, Biot e Savart - Forza
di Lorentz - Forza su di un filo percorso da corrente - Dimostrazione: forze
tra magneti e correnti - Non esistenza di monopoli magnetici - Legge di
Ampère e correnti amperiane - Applicazioni del teorema di Ampère: filo
percorso da corrente, solenoide, corrente nel piano - Spettrometro di
massa - Galvanometro - Forza tra due fili percorsi da corrente - Campo di
una spira: momento magnetico - Campo di dipolo magnetico - Moto di
particelle cariche in campo magnetico - Dimostrazione: correnti parassite
L'induzione elettromagnetica La legge di Faraday-Lenz - La forza
elettromotrice indotta - Dimostrazione con oscilloscopio - Motori e
generatori - Trasformatori ed induttanze - Coefficente di mutua induzione
- Autoinduzione - Energia magnetica. e densità di energia.
Correnti alternate Circuito RL: transiente - Oscillazioni forzate in un
circuito LC - Bilancio energetico nel circuito RLC - Analogia tra circuito
RLC e oscillatore meccanico smorzato (pendolo, molla).
Le equazioni di Maxwell La corrente di spostamento - Le equazioni di
Maxwell - Il circuito oscillante e l'antenna - Radiazione elettromagnetica -
Flusso di energia e vettore di Poynting - Pressione di radiazione ed
intensità della radiazione
Le onde Onde nei mezzi elastici: onde sulle corde, sulla superficie
dell'acqua, onde sonore - Funzione d'onda - Fase, lunghezza d'onda,
periodo, vettor d'onda e frequenza - Relazione di dispersione e velocità di
fase - Fronte d'onda - Principio di Huygens - Fenomeni d'interferenza -
Equazione delle onde e la sua derivazione dalle equazioni di Maxwell nel
vuoto
Programma esteso
Si rimanda al sito web del corso: http://www.fis.unipr.it/fisica2ricco/
Bibliografia
W.E. Gettys, F.J. Keller, M.J. Skove, Fisica classica e moderna 2. McGraw-
Hill Libri Italia, Milano, 1998
Metodi didattici
Il corso prevede lo svolgimento di esercizi sugli argomenti trattati sia in
aula che a casa. Si prevede inoltre lo svolgimento di due esercitazioni
scritte che possono (se svolte con esito sufficiente) costituire parte integrante dell'esame finale
Modalità verifica apprendimento
Per chi segue assiduamente e raggiunge la sufficienza sulla media delle
prove scritte tenute durante l'anno è previsto un esame finale
semplificato. Chi invece non raggiunge la sufficienza dovrà sostenere una
prova d'esame completa composta di una parte scritta e, quando
richiesto, di una orale.
Altre informazioni
Per qualsiasi altra informazione e per I risultati delle prove vedi il sito web del corso:
http://www.fis.unipr.it/fisica2ricco/
