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Marco AFFRONTE
Professore Ordinario
Dipartimento di Scienze Fisiche, Informatiche e Matematiche sede ex-Fisica
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Insegnamento: Fisica generale II
Fisica (Offerta formativa 2020)
Obiettivi formativi
Conoscenza e capacità di comprensione:
Al termine del corso lo studente avrà le conoscenze di base dell'elettromagnetismo classico e delle proprietà dielettriche e magnetiche generali della materia.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Al termine del corso lo studente sarà in grado di applicare queste conoscenze a semplici problemi di
elettromagnetismo.
Autonomia di giudizio:
Al termine del corso lo studente sarà in grado di riconoscere in modo autonomo le approssimazioni appropriate al calcolo delle grandezze rilevanti in elettromagnetismo.
Abilità comunicative:
Al termine del corso lo studente sarà in grado di presentare oralmente gli argomenti trattati nel
corso con un linguaggio tecnico appropriato e un formalismo matematico corretto.
Capacità di apprendimento:
Lo studio, principalmente eseguito su testo italiano, ma integrato di capitoli o articoli in lingua inglese,
stimolerà lo sviluppo di abilità di apprendimento autonomo e di approfondimento di argomenti complementari
a quelli presentati nel corso.
Prerequisiti
Fisica I (Calcolo vettoriale - Principi della meccanica - Leggi di conservazione - Energia)
Analisi matematica: derivate e integrali, studio di funzione, trigonometria, relazioni di Eulero
Programma del corso
Carica elettrica, Forza e Legge di Coulomb. Campo elettrico conservativo, Potenziali elettrostatici dovuti a distribuzioni discrete e continue di carica, Dipolo Elettrico. Flusso del Campo Elettrico, Legge di Gauss, Equazioni della elettrostatica nel vuoto in forma integrale e differenziale. Campi elettrici nella materia: Materiali conduttori e dielettrici. Polarizzazione e equazioni di Maxwell in presenza di dielettrici. Conduttori in equilibrio elettrostatico, Induzione elettrostatica, Capacità di sistemi di conduttori. Energia elettrostatica di sistemi di conduttori in equilibrio elettrostatico, Condensatori, Combinazione di condensatori. Intensita' e densita' di corrente, Correnti elettriche e forze elettromotrici. Equazione di continuità. Legge di Ohm: conduttori ohmici. Conducibilità. Bilanci energetici nei circuiti. Resistenze in serie e parallelo. Legge di Joule, Lavoro e Potenza, Leggi di Kirchoff. L'interazione magnetica: Forza di Lorentz e moti di cariche in campi magnetici. Campo B di induzione magnetica . Flusso di B e sorgenti magnetiche. Leggi di Laplace. Legge di Biot-Savart, La legge di Ampère. Momento del dipolo magnetico, Interazione di dipoli magnetici col campo magnetico. Azioni tra circuiti percorsi da corrente. Flusso e circuitazione del campo di induzione magnetica, Potenziale scalare e potenziale vettore, Gauge di Coulomb. Magnetizzazione e materiali dia- para- e ferro- magnetici. Equazioni della magnetostatica nel vuoto e in presenza di materiali. Induzione elettromagnetica: Legge di Lenz e Faraday-Neumann. Mutua e auto-induzione. Corrente di spostamento, Legge di Ampere-Maxwell e sua relazione con l'equazione di continuità. Oscillazioni elettriche: circuiti RC, RL, LC, e RLC, Segnali periodici, impedenza elettrica e sua rappresentazione con numeri complessi. Risonanza. Equazioni di Maxwell in forma completa integrale e differenziale.
Metodi didattici
Lezioni frontali ed esercitazioni in aula.
Per studenti lavoratori: possibilità di seguire il corso sui testi indicati.
Testi di riferimento
1) P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci
FISICA Edizioni: EdiSES
2) C. Mencuccini, V. Silvestrini
Fisica II - Elettromagnetismo Ottica
Edizioni: Liguori Editore
3) Halliday, Resnick, Krane
Physics Vol.2
Verifica dell'apprendimento
L'esame si compone di una prova scritta volta a verificare la capacita' di risolvere i problemi di elettromagnetismo e di una prova orale volta a
verificare le conoscenze delle leggi dell'elettromagnetismo e le loro implicazioni e sviluppi teorici e sperimentali. Il voto complessivo tiene conto dei risultati di entrambe le prove.
Le prove potrebbero essere svolte in presenza
o a distanza a seconda dell'evoluzione della situazione COVID19
Risultati attesi
Conoscenza e capacità di comprensione:
L'apprendimento di concetti e leggi fondamentali dell'elettromagnetismo devono consentire allo studente di descrivere fenomeni legati all'elettromagnetismo mediante i concetti di sorgente e campo.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
L'applicazione delle leggi fondamentali dell'elettromagnetismo deve portare lo studente a risolvere problemi relativi e interpretare experienze in maniera quantitativa.
Autonomia di giudizio:
Alla fine del corso lo studente deve essere in grado di scegliere la descrizione più opportuna del problema di elettromagnetismo, mediante, ad esempio, l’utilizzo dei concetti di campo o dei potenziali, l’utilizzo delle simmetrie del problema, le leggi di Maxell in forma integrale o locale.
Abilità comunicative:
La prova scritta consentirà allo studente di impostare un problema di elettromagnetismo in maniera rigorosa e ordinata. La prova oralepermettera' allo studente di sviluppare la capacita' di sostenere una discussione scientifica con un linguaggio appropriato.
Capacità di apprendimento:
Al termine del corso lo studente avrà sviluppato sufficiente curiosità per gli argomenti trattati e la capacità di approfondire in modo autonomo alcuni aspetti collaterali degli
argomenti proposti nel corso.