28000 - FISICA GENERALE T-2

Conoscenze e abilità da conseguire

Educare al metodo scientifico e sperimentale; fornire i concetti fondamentali delle leggi dell’elettromagnetismo; applicazione delle leggi alla soluzione di problemi fisici.

Contenuti

Origine microscopica dei fenomeni elettrostatici.

Costituenti elementari stabili della materia, loro massa e carica elettrica. Quantizzazione della carica elettrica.  

Generalità sul campo elettrostatico nel vuoto

La legge di Coulomb. Definizione di campo elettrico e suoi aspetti vettoriali: linee di forza, sorgenti del campo, legge di Gauss in forma differenziale. Il campo elettrico come campo conservativo: il potenziale elettrostatico, la circuitazione e il rotore. Densità di energia elettrostatica associata al campo elettrico.

Effetti dinamici elementari di campi elettrostatici

Accelerazione di una carica puntiforme soggetta a campo elettrico; conservazione dell' energia . Dipolo elettrico, campo elettrico associato, momento di dipolo elettrico, momento torcente agente sul dipolo in un campo elettrico esterno, energia potenziale del dipolo in un campo elettrico esterno.

Separabilità delle cariche elettriche e generatori di differenze di potenziale

Conduttori ed isolanti. Campo elettrico all' interno di un conduttore. Induzione elettrostatica. Generatori di d.d.p. continua e alternata.

Differenze di potenziale applicate a elementi di circuito elettrico

Capacità di un conduttore e del condensatore piano. Energia elettrostatica immagazzinata in un condensatore

Definizione di intensità di corrente e di circuito elettrico. Vettore densità di corrente. Resistenza e resistività; legge di Ohm e sua forma microscopica.

 Generalità sul campo magnetico nel vuoto nel caso stazionario

 La legge di Ampère e la sua forma differenziale per il vettore induzione magnetica e il vettore campo magnetico La forza di Lorentz. Linee di forza del vettore induzione magnetica e legge di Gauss per il campo magnetico in forma differenziale. Densità di energia associata al vettore.

 Natura dipolare del campo magnetico

Vettore sull' asse di una spira percorsa da corrente, Momento di dipolo magnetico della spira. Energia potenziale della spira in un campo magnetico esterno. Equivalenza tra la spira percorsa da corrente ed un magnete permanente. Momenti di dipolo magnetico atomici e intrinseci. Non separabilità dei poli magnetici.

 Campi magnetici stazionari generati da circuiti elementari

 Induzione magnetica generata da un filo indefinito. Induzione magnetica all' interno di un solenoide ideale. Energia immagazzinata nel campo magnetico all' interno del solenoide. Induttanza del solenoide.

Scambi d' energia tra campo elettrico e campo magnetico in un circuito oscillante LC

Campi magnetici ed elettrici variabili come sorgenti alternative di campi elettrici e magnetici

Le equazioni di Maxwell Cenni sulle onde elettromagnetiche e sugli aspetti energetici del campo elettromagnetico. Il vettore di Poynting.

Testi/Bibliografia

A. Bertin, N. Semprini Cesari, A. Vitale, A. Zoccoli, Lezioni di Elettromagnetismo, Esculapio Editore (Progetto Leonardo), Bologna.

S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni, Fisica Generale - Elettromagnetismo, Casa Editrice Ambrosiana

Metodi didattici

Parte delle lezioni è dedicata alla discussione dei principi fondamentali e delle leggi della fisica, con particolare accento al metodo sperimentale.

Ampio spazio è inoltre dedicato alla discussione di quesiti ed alla risoluzione di esercizi di elettrostatica, magnetostatica ed elettromagnetismo.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame consiste in una prova scritta e in una eventuale successiva prova orale.

Strumenti a supporto della didattica

L'insegnamento presuppone acquisiti da parte dello studente gli elementi basilari della trigonometria, della geometria elementare e dell'analisi matematica (quali i processi di derivazione, d'integrazione e di limite di funzioni di una o più variabili).

Link ad altre eventuali informazioni

http://www.bo.infn.it/herab/people/zoccoli/did.html

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Antonio Zoccoli