27215 - FISICA GENERALE 2

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede le conoscenze di base dell'elettromagnetismo classico e della relatività ristretta. Acquisisce le capacità necessarie per la soluzione di problemi elementari.

Contenuti

Modulo 1

a) Elementi di calcolo vettoriale differenziale e integrale. Campi scalari e vettoriali. Operatore gradiente. Flusso e circuitazione in campi vettoriali. Teoremi di Gauss e Stokes.

b) Elettrostatica. Carica elettrica. Legge di Coulomb. Campo elettrico e potenziale elettrostatico. Linee di campo e superfici equipotenziali. Legge di Gauss. Equazioni Poisson. Dipolo elettrico. Momenti di multipolo. Elettrostatica dei conduttori. Problema generale della elettrostatica e equazione di Laplace. Energia elettrostatica. Condensatori. Campo elettrico nei dielettrici.

c) La corrente elettrica continua. Intensita' di corrente e densita' di corrente. Equazione di continuita'. Leggi di Ohm e Joule anche in forma locale. Leggi di Kirchhoff.

d) Il campo magnetico costante nel vuoto. Fenomeni magnetici. Vettore induzione magnetica. Legge di Biot-Savart. Formule di Laplace. Forza di Lorentz. Flusso e circuitazione di B. Divergenza e rotazione di B. Potenziale vettore. Teorema di equivalenza di Ampere. Campi magnetici nella materia.

e) L'induzione elettromagnetica. Legge di Faraday. Campo elettrico non conservativo. Autoinduzione e mutua induzione. L' energia del campo magnetico.

f) Equazioni di Maxwell. Corrente di spostamento.

g) Soluzione delle equazioni di Maxwell con i potenziali ritardati.

Modulo 2

Esercizi sugli argomenti del Modulo 1 e del Modulo 2.

a) Relativita'. Trasformazioni di Galileo e loro incompatibilita' con le leggi di Maxwell. Invarianza della velocita' della luce. Trasformazioni di Lorentz. Composizione delle velocita'. Contrazione delle lunghezze e dilatazione dei tempi. Tempo proprio. Dinamica relativistica. Equivalenza massa-energia. Conservazione dell'impulso e dell'energia. Urti. Elettromagnetismo in relativita'. Trasformazioni per i campi E e B.

b) Onde. L' equazione delle onde. Onde piane e sferiche. Onde elettromagnetiche.Velocita' di propagazione e stati di polarizzazione. Conservazione dell' energia e vettore di Poynting. Quantita' di moto del campo elettromagnetico. Pressione di radiazione. Radiazione di dipolo e formula di Larmor. Propagazione delle onde nei mezzi materiali. Onde monocromatiche e non. Pacchetti d'onda. Velocita' di gruppo e di fase.

c) Limiti dell'elettromagnetismo classico. Effetto fotoelettrico.

d) Radiazione di una particella carica.

Testi/Bibliografia

 

- Mencuccini, Silvestrini, FISICA Elettromagnetismo e Ottica, Casa Editrice Ambrosiana

- Mazzoldi, Paolo. Fisica Vol. II.,  EdiSES, 2021.

- Mazzoldi, Nigro.Voci, Fisica Vol II, EdiSES 2019.

- R. Resnick, Introduzione alla relativita' ristretta, Casa Editrice Ambrosiana

 

-G. Balestrino, P. G. Medaglia, S. Sanna, Elettromagnetismo e Onde Guida alla Soluzione degli Esercizi da Mazzoldi, Nigro, Voci - Fisica Mazzoldi, Nigro, Voci - Elementi di Fisica.  EdiSES, 2023.

-M. Zani, P. Taroni, L. Duò, Esercizi di Fisica Elettromagnetismo e Onde, Edises 2021.

-Porto, Francesco. Problemi di Fisica Generale. EdiSES, 2021

 

Metodi didattici

Lezione alla lavagna, e soluzione di problemi in aula

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame scritto e orale. Il risultato della prova scritta e' valido per gli appelli orali della stessa sessione.

Durante il corso, saranno proposte due prove intermedie (approssimativamente a Dicembre e Maggio) che, se entrambe superate con voto > 18/30, sosttuiranno la prova scritta della sessione estiva.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Annalisa Bonafede

Consulta il sito web di Francesca Pozzi