Ingegneria delle Telecomunicazioni

25 ore: Elettrostatica nel vuoto - Campo elettrico e Potenziale. Azioni elettriche; carica elettrica e legge di Coulomb; il campo elettrico; campo elettrostatico generato da sistemi di cariche con distribuzione spaziale fissa e nota. Teorema di Gauss; la prima equazione di Maxwell; il potenziale elettrico. Il dipolo elettrico; azioni meccaniche su dipoli elettrici in un campo elettrico esterno. Rotore di un campo vettoriale. Sviluppi derivanti dalla conservatività del campo elettrostatico. Sistemi di conduttori e campo elettrostatico. Campo elettrostatico e distribuzioni di carica nei conduttori. Capacità elettrica. Sistemi di condensatori; energia del campo elettrostatico. Azioni meccaniche di natura elettrostatica nei conduttori. Il problema generale dell’elettrostatica in alcuni casi notevoli. Elettrostatica in presenza di dielettrici. La costante dielettrica; interpretazione microscopica. Vettore di polarizzazione elettrica (o intensità di polarizzazione). Le equazioni dell’elettrostatica in presenza di dielettrici; Il problema generale dell’elettrostatica in presenza di dielettrici e le condizioni al contorno; energia elettrostatica in presenza di dielettrici; Macchine elettrostatiche. 15 ore Corrente elettrica stazionaria. Conduttori; corrente elettrica; densità di corrente ed equazione di continuità. Resistenza elettrica e legge di Ohm; fenomeni dissipativi nei conduttori percorsi da corrente; forza elettromotrice e generatori elettrici. Resistenza elettrica di strutture conduttrici ohmiche; circuiti in corrente continua. Superconduttori; cenno ad alcuni metodi di misura di correnti, differenze di potenziale e resistenze; cariche su conduttori percorsi da corrente; circuiti percorsi da corrente quasi stazionaria. 15 ore Fenomeni magnetici stazionari nel vuoto. Forza di Lorentz e vettore induzione magnetica; azioni meccaniche su circuiti percorsi da corrente stazionaria in un campo magnetico esterno. Campo magnetico generato da correnti stazionarie nel vuoto; proprietà del vettore induzione magnetica nel caso stazionario. Potenziale vettore. Interazioni fra circuiti percorsi da corrente stazionaria; effetto Hall. Magnetismo nella materia. Considerazioni introduttive generali. Polarizzazione magnetica e sue relazioni con le correnti microscopiche. Le equazioni fondamentali della magnetostatica in presenza di materia e le condizioni di raccordo per i campi magnetici; proprietà macroscopiche dei materiali dia-, para- e ferro-magnetici. Circuiti magnetici, elettromagneti e magneti permanenti. 15 ore Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo. Terza e quarta equazione di Maxwell. Induzione elettromagnetica. la legge di Faraday-Neuman; interpretazione fisica del fenomeno dell’induzione elettromagnetica; forma locale della legge di Faraday-Neumann ed espressione della terza equazione di Maxwell nel caso non-stazionario; il fenomeno dell’autoinduzione e coefficiente di autoinduzione. Induzione mutua. Analisi energetica di un circuito RL. Energia magnetica ed azioni meccaniche. Elettrogeneratori e motori elettrici; la quarta equazione di Maxwell nel caso non stazionario. 15 ore: Onde elettromagnetiche. Considerazioni introduttive; alcuni approfondimenti relativi alle equazioni di Maxwell. Equazione delle onde elettromagnetiche. Onde elettromagnetiche piane. Onde elettromagnetiche sferiche. Spettro delle onde elettromagnetiche; conservazione dell’energia e vettore di Poynting. Potenziali elettrodinamici. Gauge di Lorentz. Radiazione di un dipolo oscillante. Fenomeni classici di interazione fra radiazione e materia. Condizioni di raccordo per i campi al passaggio da un mezzo materiale ad un altro; riflessione e rifrazione delle onde elettromagnetiche. Caratteristiche cinematiche dell’onda riflessa e dell’onda rifratta. Legge di Snell. Dispersione della luce. Luce naturale e radiazione polarizzata. Principio di Huygens-Fresnel e teorema di kirchhoff. Interferenza. Esperimento di Young. Diffrazione: considerazioni introduttive. Diffrazione di Fraunhofer da fenditura rettilinea. 10 ore: Cenni di Fisica Moderna. I superconduttori. La relatività ristretta e l’elettromagnetismo. 25 ore: Esperienze in laboratorio con relazioni: Misure in corrente continua. Misure su un circuito RC con multimetro. Misure su un circuito RC con oscilloscopio. Misure di un circuito DC tramite Thevenin. Ottica geometrica.

E' richiesta la propedeuticità di analisi matematica 1. Si consiglia fortemente di sostenere l’esame di fisica I prima di fare l'esame di fisica II. Si devono conoscere i concetti di base di meccanica del punto materiale e dei sistemi. Si devono inoltre conoscere i concetti di funzione, derivata, integrale e le operazioni tra vettori.

C. Mencuccini e V. Silvestrini, Fisica II – Elettromagnetismo – Ottica, Zanichelli

Lezioni frontali con esercizi ed esempi numerici. Per le esperienze di laboratorio gli studenti vengono divisi in gruppi da tre ed eseguono personalmente le misurazioni nel laboratorio didattico seguendo il testo fornito dal docente. Per ciascuna esperienza è prevista una relazione scritta da parte dello studente, da solo o insieme al suo gruppo, che dovrà portare in sede di esame orale. Nel caso in cui, per l'emergenza pandemica, non sia possibile lo svolgimento delle lezioni in presenza, la modalità del corso sarà di tipo blended o a distanza a seconda delle disposizioni normative.

La frequenza è facoltativa. Se uno studente per qualche motivo non ha potuto effettuare le esperienze di laboratorio, sono previsti dei giorni di recupero da concordare con il docente.

Risultati di apprendimento previsti: Conoscenza dei fenomeni di base di elettricità e magnetismo e capacità di affrontare problemi di elettrostatica e magnetostatica e di semplici circuiti in corrente continua. Conoscenza delle equazioni di Maxwell e capacità di identificare i principi fisici che ne sono all’origine. Conoscenza e capacità di risolvere problemi di circuiti quasi stazionari con condensatori ed induttanze. Conoscenza dei principali fenomeni di induzione magnetica, e capacità di risolvere semplici problemi legati ai campi elettrici e magnetici variabili nel tempo. Conoscenza dei fenomeni legati alla propagazione dei campi elettromagnetici e capacità di risolvere problemi relativi a riflessione, rifrazione ed interferenza di onde elettromagnetiche. Strumenti di accertamento: Prova scritta e prova orale. La prova scritta consiste di 4 esercizi e 2 domande di teoria. La durata della prova scritta è di 2.5 ore. Durante la prova scritta non si può utilizzare nessun materiale. La prova orale consiste in tre domande di teoria. Tra le domande della prova orale, possono capitare anche domande relative alle esperienze di laboratorio svolte durante il corso. Alla prova orale lo studente dovrà portare le relazioni relative alle esperienze di laboratorio che ha svolto durante il corso. Metodi di accertamento: verifica della capacità dello studente di comprendere e saper applicare le leggi fondamentali che regolano i fenomeni elettrici e magnetici. Un tipico esame consiste nella: verifica del grado di conoscenza delle equazioni di Maxwell e della loro derivazione, verifica dell’abilità nell’affrontare e risolvere tipici problemi di elettrostatica e magnetostatica ed esercizi con semplici circuiti che sono stati svolti durante le lezioni, verifica del livello di conoscenza relativo ai fenomeni di induzione elettromagnetica, sia dal punto di vista teorico che attraverso semplici esercizi, verifica dei fenomeni tipici delle onde elettromagnetiche: potenza trasportata, riflessione, rifrazione ed interferenza. Criteri di valutazione: Ogni esercizio della prova scritta vale 6 punti e ciascuna domanda di teoria vale 3 punti. La prova scritta si considerata superata se lo studente raggiunge il punteggio di 18. Ogni domanda di teoria alla prova orale vale 10 punti. La votazione finale è una media tra il punteggio della prova scritta e quella orale.

Dispense del docente su teoria della misura Esercizi d'esame di appelli precedenti

Spiegazione delle lezioni di teoria e svolgimento di esercizi che seguono il programma del corso su lavagna classica, lavagna multimediale interattiva, tablet con proiezione in aula, oppure mediante presentazioni.

25 ore: Elettrostatica nel vuoto - Campo elettrico e Potenziale. Azioni elettriche; carica elettrica e legge di Coulomb; il campo elettrico; campo elettrostatico generato da sistemi di cariche con distribuzione spaziale fissa e nota. Teorema di Gauss; la prima equazione di Maxwell; il potenziale elettrico. Il dipolo elettrico; azioni meccaniche su dipoli elettrici in un campo elettrico esterno. Rotore di un campo vettoriale. Sviluppi derivanti dalla conservatività del campo elettrostatico. Sistemi di conduttori e campo elettrostatico. Campo elettrostatico e distribuzioni di carica nei conduttori. Capacità elettrica. Sistemi di condensatori; energia del campo elettrostatico. Azioni meccaniche di natura elettrostatica nei conduttori. Il problema generale dell’elettrostatica in alcuni casi notevoli. Elettrostatica in presenza di dielettrici. La costante dielettrica; interpretazione microscopica. Vettore di polarizzazione elettrica (o intensità di polarizzazione). Le equazioni dell’elettrostatica in presenza di dielettrici; Il problema generale dell’elettrostatica in presenza di dielettrici e le condizioni al contorno; energia elettrostatica in presenza di dielettrici; Macchine elettrostatiche. 15 ore Corrente elettrica stazionaria. Conduttori; corrente elettrica; densità di corrente ed equazione di continuità. Resistenza elettrica e legge di Ohm; fenomeni dissipativi nei conduttori percorsi da corrente; forza elettromotrice e generatori elettrici. Resistenza elettrica di strutture conduttrici ohmiche; circuiti in corrente continua. Superconduttori; cenno ad alcuni metodi di misura di correnti, differenze di potenziale e resistenze; cariche su conduttori percorsi da corrente; circuiti percorsi da corrente quasi stazionaria. 15 ore Fenomeni magnetici stazionari nel vuoto. Forza di Lorentz e vettore induzione magnetica; azioni meccaniche su circuiti percorsi da corrente stazionaria in un campo magnetico esterno. Campo magnetico generato da correnti stazionarie nel vuoto; proprietà del vettore induzione magnetica nel caso stazionario. Potenziale vettore. Interazioni fra circuiti percorsi da corrente stazionaria; effetto Hall. Magnetismo nella materia. Considerazioni introduttive generali. Polarizzazione magnetica e sue relazioni con le correnti microscopiche. Le equazioni fondamentali della magnetostatica in presenza di materia e le condizioni di raccordo per i campi magnetici; proprietà macroscopiche dei materiali dia-, para- e ferro-magnetici. Circuiti magnetici, elettromagneti e magneti permanenti. 15 ore Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo. Terza e quarta equazione di Maxwell. Induzione elettromagnetica. la legge di Faraday-Neuman; interpretazione fisica del fenomeno dell’induzione elettromagnetica; forma locale della legge di Faraday-Neumann ed espressione della terza equazione di Maxwell nel caso non-stazionario; il fenomeno dell’autoinduzione e coefficiente di autoinduzione. Induzione mutua. Analisi energetica di un circuito RL. Energia magnetica ed azioni meccaniche. Elettrogeneratori e motori elettrici; la quarta equazione di Maxwell nel caso non stazionario. 15 ore: Onde elettromagnetiche. Considerazioni introduttive; alcuni approfondimenti relativi alle equazioni di Maxwell. Equazione delle onde elettromagnetiche. Onde elettromagnetiche piane. Onde elettromagnetiche sferiche. Spettro delle onde elettromagnetiche; conservazione dell’energia e vettore di Poynting. Potenziali elettrodinamici. Gauge di Lorentz. Radiazione di un dipolo oscillante. Fenomeni classici di interazione fra radiazione e materia. Condizioni di raccordo per i campi al passaggio da un mezzo materiale ad un altro; riflessione e rifrazione delle onde elettromagnetiche. Caratteristiche cinematiche dell’onda riflessa e dell’onda rifratta. Legge di Snell. Dispersione della luce. Luce naturale e radiazione polarizzata. Principio di Huygens-Fresnel e teorema di kirchhoff. Interferenza. Esperimento di Young. Diffrazione: considerazioni introduttive. Diffrazione di Fraunhofer da fenditura rettilinea. 10 ore: Cenni di Fisica Moderna. I superconduttori. La relatività ristretta e l’elettromagnetismo. 25 ore: Esperienze in laboratorio con relazioni: Misure in corrente continua. Misure su un circuito RC con multimetro. Misure su un circuito RC con oscilloscopio. Misure di un circuito DC tramite Thevenin. Ottica geometrica.

E' richiesta la propedeuticità di analisi matematica 1. Si consiglia fortemente di sostenere l’esame di fisica I prima di fare l'esame di fisica II. Si devono conoscere i concetti di base di meccanica del punto materiale e dei sistemi. Si devono inoltre conoscere i concetti di funzione, derivata, integrale e le operazioni tra vettori.

C. Mencuccini e V. Silvestrini, Fisica II – Elettromagnetismo – Ottica, Zanichelli

Lezioni frontali con esercizi ed esempi numerici. Per le esperienze di laboratorio gli studenti vengono divisi in gruppi da tre ed eseguono personalmente le misurazioni nel laboratorio didattico seguendo il testo fornito dal docente. Per ciascuna esperienza è prevista una relazione scritta da parte dello studente, da solo o insieme al suo gruppo, che dovrà portare in sede di esame orale. Nel caso in cui, per l'emergenza pandemica, non sia possibile lo svolgimento delle lezioni in presenza, la modalità del corso sarà di tipo blended o a distanza a seconda delle disposizioni normative.

La frequenza è facoltativa. Se uno studente per qualche motivo non ha potuto effettuare le esperienze di laboratorio, sono previsti dei giorni di recupero da concordare con il docente.

Risultati di apprendimento previsti: Conoscenza dei fenomeni di base di elettricità e magnetismo e capacità di affrontare problemi di elettrostatica e magnetostatica e di semplici circuiti in corrente continua. Conoscenza delle equazioni di Maxwell e capacità di identificare i principi fisici che ne sono all’origine. Conoscenza e capacità di risolvere problemi di circuiti quasi stazionari con condensatori ed induttanze. Conoscenza dei principali fenomeni di induzione magnetica, e capacità di risolvere semplici problemi legati ai campi elettrici e magnetici variabili nel tempo. Conoscenza dei fenomeni legati alla propagazione dei campi elettromagnetici e capacità di risolvere problemi relativi a riflessione, rifrazione ed interferenza di onde elettromagnetiche. Strumenti di accertamento: Prova scritta e prova orale. La prova scritta consiste di 4 esercizi e 2 domande di teoria. La durata della prova scritta è di 2.5 ore. Durante la prova scritta non si può utilizzare nessun materiale. La prova orale consiste in tre domande di teoria. Tra le domande della prova orale, possono capitare anche domande relative alle esperienze di laboratorio svolte durante il corso. Alla prova orale lo studente dovrà portare le relazioni relative alle esperienze di laboratorio che ha svolto durante il corso. Metodi di accertamento: verifica della capacità dello studente di comprendere e saper applicare le leggi fondamentali che regolano i fenomeni elettrici e magnetici. Un tipico esame consiste nella: verifica del grado di conoscenza delle equazioni di Maxwell e della loro derivazione, verifica dell’abilità nell’affrontare e risolvere tipici problemi di elettrostatica e magnetostatica ed esercizi con semplici circuiti che sono stati svolti durante le lezioni, verifica del livello di conoscenza relativo ai fenomeni di induzione elettromagnetica, sia dal punto di vista teorico che attraverso semplici esercizi, verifica dei fenomeni tipici delle onde elettromagnetiche: potenza trasportata, riflessione, rifrazione ed interferenza. Criteri di valutazione: Ogni esercizio della prova scritta vale 6 punti e ciascuna domanda di teoria vale 3 punti. La prova scritta si considerata superata se lo studente raggiunge il punteggio di 18. Ogni domanda di teoria alla prova orale vale 10 punti. La votazione finale è una media tra il punteggio della prova scritta e quella orale.

Dispense del docente su teoria della misura Esercizi d'esame di appelli precedenti

Spiegazione delle lezioni di teoria e svolgimento di esercizi che seguono il programma del corso su lavagna classica, lavagna multimediale interattiva, tablet con proiezione in aula, oppure mediante presentazioni.

25 ore: Elettrostatica nel vuoto - Campo elettrico e Potenziale. Azioni elettriche; carica elettrica e legge di Coulomb; il campo elettrico; campo elettrostatico generato da sistemi di cariche con distribuzione spaziale fissa e nota. Teorema di Gauss; la prima equazione di Maxwell; il potenziale elettrico. Il dipolo elettrico; azioni meccaniche su dipoli elettrici in un campo elettrico esterno. Rotore di un campo vettoriale. Sviluppi derivanti dalla conservatività del campo elettrostatico. Sistemi di conduttori e campo elettrostatico. Campo elettrostatico e distribuzioni di carica nei conduttori. Capacità elettrica. Sistemi di condensatori; energia del campo elettrostatico. Azioni meccaniche di natura elettrostatica nei conduttori. Il problema generale dell’elettrostatica in alcuni casi notevoli. Elettrostatica in presenza di dielettrici. La costante dielettrica; interpretazione microscopica. Vettore di polarizzazione elettrica (o intensità di polarizzazione). Le equazioni dell’elettrostatica in presenza di dielettrici; Il problema generale dell’elettrostatica in presenza di dielettrici e le condizioni al contorno; energia elettrostatica in presenza di dielettrici; Macchine elettrostatiche. 15 ore Corrente elettrica stazionaria. Conduttori; corrente elettrica; densità di corrente ed equazione di continuità. Resistenza elettrica e legge di Ohm; fenomeni dissipativi nei conduttori percorsi da corrente; forza elettromotrice e generatori elettrici. Resistenza elettrica di strutture conduttrici ohmiche; circuiti in corrente continua. Superconduttori; cenno ad alcuni metodi di misura di correnti, differenze di potenziale e resistenze; cariche su conduttori percorsi da corrente; circuiti percorsi da corrente quasi stazionaria. 15 ore Fenomeni magnetici stazionari nel vuoto. Forza di Lorentz e vettore induzione magnetica; azioni meccaniche su circuiti percorsi da corrente stazionaria in un campo magnetico esterno. Campo magnetico generato da correnti stazionarie nel vuoto; proprietà del vettore induzione magnetica nel caso stazionario. Potenziale vettore. Interazioni fra circuiti percorsi da corrente stazionaria; effetto Hall. Magnetismo nella materia. Considerazioni introduttive generali. Polarizzazione magnetica e sue relazioni con le correnti microscopiche. Le equazioni fondamentali della magnetostatica in presenza di materia e le condizioni di raccordo per i campi magnetici; proprietà macroscopiche dei materiali dia-, para- e ferro-magnetici. Circuiti magnetici, elettromagneti e magneti permanenti. 15 ore Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo. Terza e quarta equazione di Maxwell. Induzione elettromagnetica. la legge di Faraday-Neuman; interpretazione fisica del fenomeno dell’induzione elettromagnetica; forma locale della legge di Faraday-Neumann ed espressione della terza equazione di Maxwell nel caso non-stazionario; il fenomeno dell’autoinduzione e coefficiente di autoinduzione. Induzione mutua. Analisi energetica di un circuito RL. Energia magnetica ed azioni meccaniche. Elettrogeneratori e motori elettrici; la quarta equazione di Maxwell nel caso non stazionario. 15 ore: Onde elettromagnetiche. Considerazioni introduttive; alcuni approfondimenti relativi alle equazioni di Maxwell. Equazione delle onde elettromagnetiche. Onde elettromagnetiche piane. Onde elettromagnetiche sferiche. Spettro delle onde elettromagnetiche; conservazione dell’energia e vettore di Poynting. Potenziali elettrodinamici. Gauge di Lorentz. Radiazione di un dipolo oscillante. Fenomeni classici di interazione fra radiazione e materia. Condizioni di raccordo per i campi al passaggio da un mezzo materiale ad un altro; riflessione e rifrazione delle onde elettromagnetiche. Caratteristiche cinematiche dell’onda riflessa e dell’onda rifratta. Legge di Snell. Dispersione della luce. Luce naturale e radiazione polarizzata. Principio di Huygens-Fresnel e teorema di kirchhoff. Interferenza. Esperimento di Young. Diffrazione: considerazioni introduttive. Diffrazione di Fraunhofer da fenditura rettilinea. 10 ore: Cenni di Fisica Moderna. I superconduttori. La relatività ristretta e l’elettromagnetismo. 25 ore: Esperienze in laboratorio con relazioni: Misure in corrente continua. Misure su un circuito RC con multimetro. Misure su un circuito RC con oscilloscopio. Misure di un circuito DC tramite Thevenin. Ottica geometrica.

E' richiesta la propedeuticità di analisi matematica 1. Si consiglia fortemente di sostenere l’esame di fisica I prima di fare l'esame di fisica II. Si devono conoscere i concetti di base di meccanica del punto materiale e dei sistemi. Si devono inoltre conoscere i concetti di funzione, derivata, integrale e le operazioni tra vettori.

C. Mencuccini e V. Silvestrini, Fisica II – Elettromagnetismo – Ottica, Zanichelli

Lezioni frontali con esercizi ed esempi numerici. Per le esperienze di laboratorio gli studenti vengono divisi in gruppi da tre ed eseguono personalmente le misurazioni nel laboratorio didattico seguendo il testo fornito dal docente. Per ciascuna esperienza è prevista una relazione scritta da parte dello studente, da solo o insieme al suo gruppo, che dovrà portare in sede di esame orale. Nel caso in cui, per l'emergenza pandemica, non sia possibile lo svolgimento delle lezioni in presenza, la modalità del corso sarà di tipo blended o a distanza a seconda delle disposizioni normative.

La frequenza è facoltativa. Se uno studente per qualche motivo non ha potuto effettuare le esperienze di laboratorio, sono previsti dei giorni di recupero da concordare con il docente.

Risultati di apprendimento previsti: Conoscenza dei fenomeni di base di elettricità e magnetismo e capacità di affrontare problemi di elettrostatica e magnetostatica e di semplici circuiti in corrente continua. Conoscenza delle equazioni di Maxwell e capacità di identificare i principi fisici che ne sono all’origine. Conoscenza e capacità di risolvere problemi di circuiti quasi stazionari con condensatori ed induttanze. Conoscenza dei principali fenomeni di induzione magnetica, e capacità di risolvere semplici problemi legati ai campi elettrici e magnetici variabili nel tempo. Conoscenza dei fenomeni legati alla propagazione dei campi elettromagnetici e capacità di risolvere problemi relativi a riflessione, rifrazione ed interferenza di onde elettromagnetiche. Strumenti di accertamento: Prova scritta e prova orale. La prova scritta consiste di 4 esercizi e 2 domande di teoria. La durata della prova scritta è di 2.5 ore. Durante la prova scritta non si può utilizzare nessun materiale. La prova orale consiste in tre domande di teoria. Tra le domande della prova orale, possono capitare anche domande relative alle esperienze di laboratorio svolte durante il corso. Alla prova orale lo studente dovrà portare le relazioni relative alle esperienze di laboratorio che ha svolto durante il corso. Metodi di accertamento: verifica della capacità dello studente di comprendere e saper applicare le leggi fondamentali che regolano i fenomeni elettrici e magnetici. Un tipico esame consiste nella: verifica del grado di conoscenza delle equazioni di Maxwell e della loro derivazione, verifica dell’abilità nell’affrontare e risolvere tipici problemi di elettrostatica e magnetostatica ed esercizi con semplici circuiti che sono stati svolti durante le lezioni, verifica del livello di conoscenza relativo ai fenomeni di induzione elettromagnetica, sia dal punto di vista teorico che attraverso semplici esercizi, verifica dei fenomeni tipici delle onde elettromagnetiche: potenza trasportata, riflessione, rifrazione ed interferenza. Criteri di valutazione: Ogni esercizio della prova scritta vale 6 punti e ciascuna domanda di teoria vale 3 punti. La prova scritta si considerata superata se lo studente raggiunge il punteggio di 18. Ogni domanda di teoria alla prova orale vale 10 punti. La votazione finale è una media tra il punteggio della prova scritta e quella orale.

Dispense del docente su teoria della misura Esercizi d'esame di appelli precedenti

Spiegazione delle lezioni di teoria e svolgimento di esercizi che seguono il programma del corso su lavagna classica, lavagna multimediale interattiva, tablet con proiezione in aula, oppure mediante presentazioni.