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Francesco ROSSELLA

Ricercatore t.d. art. 24 c. 3 lett. B
Dipartimento di Scienze Fisiche, Informatiche e Matematiche sede ex-Fisica

Insegnamento: Fisica B

Matematica (D.M. 270/04) (Offerta formativa 2022)

Obiettivi formativi

fornire allo studente i fondamenti di elettrostatica, elettrodinamica e magnetismo, discutendone le basi concettuali e formali nonché gli aspetti di comprensione pratica funzionali alla risoluzione di problemi ed allo svolgimento di esercizi

Prerequisiti

conoscenze:
- elementari di algebra, trigonometria, analisi funzionale
- di base di meccanica classica da Fisica A

Programma del corso

6 CFU - 12 settimane, 24 lezioni, 48 ore (2h/lezione)

fenomeni elettrostatici, carica elettrica, Forza di Coulomb, campo elettrico, lavoro ed energia potenziale elettrostatica, potenziale elettrostatico, superfici equipotenziali
Teorema di Gauss e sua applicazione a distribuzioni di carica, conduttori in equilibrio.
16h - 2CFU

Capacità elettrica, e condensatori. Energia e pressione del campo elettrostatico.
Cenni a: dipoli elettrici, costante dielettrica, polarizzazione dei dielettrici, meccanismi atomici e molecolari di polarizzazione.
Forza elettromotrice, densità e intensità di corrente, legge di Ohm, resistenza elettrica, effetto Joule. Conduzione elettrica. Leggi di Kirchhoff.
16h - 2CFU

Fenomeni magnetici, dipoli magnetici e correnti elettriche.
Forza di Lorentz, campo magnetico, forza magnetica su una corrente (seconda legge Laplace), momento della forza su un circuito chiuso e momento magnetico di una spira;
Campi magnetici generati da correnti (prima legge Laplace); forze tra correnti.
Teorema di Ampere, Teorema di Gauss per il campo magnetico.
Cenni alle proprieta' magnetiche della materia: dipoli magnetici; magnetismo atomico; permeabilita' magnetica, magnetizzazione; dia-, para- e ferro-magnetismo.
Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo. Legge di Faraday-Lenz, applicazioni. Induttanza e circuiti RL; energia magnetica; induzione mutua.
Corrente di spostamento e legge di Ampere-Maxwell.
Correnti alternate: oscillazioni elettriche libere, smorzate, forzate; risonanza.
Equazioni di Maxwell.
Cenni alle onde elettromagnetiche: propagazione, spettro e proprieta' generali; polarizzazione; densita' di energia e momento; vettore di Poynting.
16h - 2CFU

NB possibilità di integrazioni e/o modifiche dei contenuti in relazione a situazioni contingenti

Metodi didattici

lezioni teoriche frontali alla lavagna, discussione di aspetti concettuali e formali e di problemi, risoluzione guidata di esercizi
frequenza fortemente consigliata (non obbligatoria)
lingua del corso: italiano

Testi di riferimento

P. Mazzoldi, C. Nigro, C. Voci, Elementi di Fisica, Elettromagnetismo e Onde, EdiSES s.r.l. Napoli ISBN081/7441706

o testi equivalenti

Verifica dell'apprendimento

esame scritto (3 ore) comprensivo di domande aperte su argomenti teorici trattati nel corso ed esercizi. valutazione in trentesimi, il superamento dell'esame avviene con valutazione >18/30 sia sulle domande aperte che sugli esercizi

esame orale su richiesta motivata, con possibile variazione del voto finale di +/- 3/30 rispetto al voto dello scritto, ed eventuale attribuzione di lode

Risultati attesi

conoscenza e capacità di comprensione:
al termine del corso lo studente avrà acquisito e compreso argomenti di base di elettromagnetismo classico e dei suoi principali aspetti concettuali e formali congiuntamente alla acquisizione di linguaggio formale scientifico tecnico appropriato, in merito ai fenomeni elettrici e magnetici classici statici e dinamici, alla corrente elettrica, ai mezzi dielettrici, ai fenomeni magnetici nella materia, alle equazioni di Maxwell, al concetto di campo elettromagnetico

conoscenza e capacità di comprensione applicate:
al termine del corso lo studente avrà acquisito la capacità di discussione e risoluzione di semplici casi di studio, problemi, esercizi di elettromagnetismo classico

autonomia di giudizio:
al termine del corso lo studente avrà acquisito la capacità di utilizzare e scegliere i metodi appropriati alla valutazione discussione e risoluzione di fenomeni fisici correlati all'elettromagnetismo classico


abilità comunicative:
al termine del corso lo studente avrà acquisito la capacità di presentare la descrizione di problemi fisici di elettromagnetismo classico con linguaggio formale scientifico tecnico appropriato

capacità di apprendere:
le attività descritte permettono di acquisire la capacità di leggere discutere e comprendere in maniera dettagliata argomenti di elettromagnetismo classico in diversi ambiti essenziali ad attività di consulenza ricerca e applicazioni tecnologiche nel campo della elettronica