Obiettivi formativi
Conoscenze e capacità di comprendere:
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 problemi relativi agli argomenti trattati in teoria.
Competenze:
Lo studente dovrà essere in grado di analizzare i fenomeni elettromagnetici e di interpretarli sulla base di una formulazione matematica delle leggi fisiche.
Autonomia di giudizio:
Alla fine del corso, lo studente dovrà possedere gli strumenti per comprendere i fenomeni fisici di natura elettromagnetica.
Capacità comunicative:
Lo studente dovrà possedere l’abilità di esporre in maniera chiara i concetti di base dell'elettromagnetismo e le loro conseguenze sui fenomeni osservabili.
Prerequisiti
E’ importante possedere una conoscenza adeguata della meccanica classica e dei fenomeni ondulatori trattati nel corso di Fisica Generale 1.
Contenuti dell'insegnamento
Legge di Coulomb e campo elettrico-Legge di Gauss-Potenziale elettrico-Conduttori-Capacità-Dielettrici-Corrente e Resistenza-
Circuiti in corrente continua-Magnetostatica-
Diamagnetismo, paramagnetismo e ferromagnetismo-
L'induzione elettromagnetica- Circuiti RL e LC-
Le equazioni di Maxwell-Onde elettromagnetiche
Programma esteso
Forza elettrostatica: legge di Coulomb. Il campo elettrico. Flusso e circuitazione di un campo vettoriale. Legge di Gauss per campo elettrico. Carattere conservativo del campo elettrostatico: potenziale elettrico. Dipolo elettrico e approssimazione di dipolo. Elettrostatica dei conduttori. Capacità elettrica e condensatori, sistemi di condensatori. Densità di energia del campo elettrico. Materiali dielettrici: polarizzazione e costante dielettrica; origine microscopica della polarizzazione dielettrica. Corrente elettrica ed equazione di continuità per la carica; corrente stazionaria. Leggi di Ohm e resistenza elettrica. Reti di resistori, resistenza equivalente. Circuiti in corrente continua: leggi di Kirchhoff. Definizione di campo magnetico: forza di Lorentz. Moto di cariche in campi magnetici. Forza magnetica su un filo rettilineo percorso da corrente. Magnetostatica nel vuoto: legge di Biot-Savart, legge di Ampere, legge di Gauss per il campo magnetico. Dipolo magnetico, analogia con il corrispettivo elettrico. Magnetostatica nella materia: magnetizzazione, cenni a modelli microscopici per il momento magnetico della materia. Classificazione dei materiali magnetici: diamagnetismo, paramagnetismo e ferromagnetismo. Induzione elettromagnetica: legge di Faraday-Lenz e sue applicazioni, casi riconducibili al moto e alla forza di Lorentz. F.e.m. indotta da campi magnetici variabili: coefficienti di auto- e mutua induzione, trasformatori. Densità di energia del campo magnetico. Oscillatore LC. Corrente alternata: rappresentazione fasoriale di tensione e corrente, impedenza di un circuito; circuiti RC, RL, RLC. Campi elettrici variabili: corrente di spostamento, legge di Ampere-Maxwell. Richiami di cinematica delle onde, equazione delle onde in una dimensione. Le equazioni di Maxwell nel vuoto. Soluzioni di tipo onda piana dalle equazioni di Maxwell. Intensità e quantità di moto delle onde elettromagnetiche, vettore di Poynting. Spettro elettromagnetico.
Bibliografia
G. Cantatore, L. Vitale, Gettys Fisica 2 Elettromagnetismo-Onde. McGraw-Hill Libri Italia, Milano, 2011.
Metodi didattici
Proiezione di slides ed esercizi svolti alla lavagna.
Modalità verifica apprendimento
La verifica dell’apprendimento è basata sulla partecipazione a due compiti scritti parziali, rispettivamente sulla prima e sulla seconda parte del corso, o, in alternativa, ad un unico compito finale. In caso di votazione media di almeno 21/30, l'esame può considerarsi superato senza necessità di prova orale, a meno che non venga esplicitamente richiesto di sostenerla per migliorare eventualmente il voto dello scritto. In caso di votazione compresa tra 13 e 20/30, per il superamento dell'esame occorre sostenere una prova orale.
Altre informazioni
E’ vivamente consigliata la frequenza del corso.
