Catalogo dei Corsi di studio

- Conoscenza e comprensione
Metodo scientifico, fisica classica, cinematica, dinamica, fluidi, termodinamica, elettromagnetismo, onde elettromagnetiche

- Applicare conoscenza e comprensione
Impostare lo svolgimento di un problema di fisica classica e risolverlo, saper descrivere il mondo fisico classico con le grandezze fisiche opportune e le loro relazioni, saper prevedere correttamente e quantitativamente, lo svolgersi di un processo fisico

- Capacità critiche e di giudizio
Capacità di individuare, in forma scritta, per un problema, le grandezze fisiche coinvolte, le loro relazioni e i rapporti numerici esatti o approssimati, tramite esempi in aula relazionati alla parte teorica svolta, esercitazioni scritte durante il corso, aiuto del tutor allo svolgimento degli esercizi e prova scritta finale.

- Capacità comunicative
Tramite domande specifiche su previsioni riguardanti la teoria fisica spiegata, si incoraggiano gli studenti a descrivere il quadro fisico e gli sviluppi della situazione proposta. Prova orale finale dove lo studente è in grado di descrivere a parole e in formule i principali argomenti della materia e le loro implicazioni

- Capacità di apprendimento
In maniera autonoma lo studente è in grado di riconoscere i termini essenziali di un fenomeno fisico classico, quali sono le grandezze fisiche in gioco, le loro relazioni e l’evoluzione nel tempo del sistema, di ipotizzare eventualmente le modifiche per ottenere un diverso risultato desiderato, impostare e risolvere quantitativamente i problemi fisici che si trova di fronte o che vuole impostare. Relazionarsi costruttivamente agli apparati di misura necessari per lo studio quantitativo del fenomeno stesso.

Data inizio prenotazione	Data fine prenotazione	Data appello
07/12/2023	30/01/2024	05/02/2024
26/02/2024	10/03/2024	18/03/2024
28/05/2024	10/06/2024	13/06/2024
15/06/2024	07/07/2024	12/07/2024
01/08/2024	10/09/2024	17/09/2024

Data inizio prenotazione	Data fine prenotazione	Data appello
01/12/2023	20/01/2024	26/01/2024
27/01/2024	10/02/2024	14/02/2024
21/02/2024	20/03/2024	25/03/2024
23/05/2024	01/06/2024	05/06/2024
06/06/2024	29/06/2024	03/07/2024
15/07/2024	10/09/2024	18/09/2024

Programma

ELETTROSTATICA NEL VUOTO: Aspetti sperimentali delle interazioni fra cariche elettriche: legge di Coulomb. Definizione operativa e proprietà del campo elettrostatico. Campo elettrostatico generato da sistemi di cariche con distribuzione spaziale fissa e nota. Flusso di un vettore: teorema di Gauss o della divergenza. La prima equazione di Maxwell. Il potenziale elettrostatico. Il dipolo elettrico: potenziale e campo. Azioni meccaniche su dipoli elettrici in un campo elettrico esterno. Rotore di un campo vettoriale e conservatività del campo elettrostatico. Energia potenziale di un insieme di cariche. Energia del campo elettrostatico.
IL CAMPO ELETTROSTATICO IN PRESENZA DI CONDUTTORI IN EQUILIBRIO: Campo elettrico all'interno e sulla superficie di un conduttore in equilibrio. Distribuzione delle cariche sulla superficie dei conduttori. Il problema generale dell'elettrostatica nel vuoto. Sistema di due conduttori: il condensatore elettrico. Capacità di un condensatore, nei casi piano, sferico e cilindrico. Capacità di un condensatore sottile. Condensatori in serie e parallelo. Energia del campo elettrostatico in presenza di conduttori in equilibrio: energia immagazzinata in un condensatore.
CORRENTI ELETTRICHE STAZIONARIE: Conduttori, cariche, campi e forza elettromotrice. Densità e intensità di corrente. Equazione di continuità. Legge di Ohm: conducibilità, resistività, resistenza. Resistenza elettrica di strutture conduttrici ohmiche; resistenze in serie e in parallelo. Il campo elettrico nei conduttori in condizioni stazionarie. Forza elettromotrice e generatori elettrici. Potenza elettrica dissipata in un circuito e legge di Joule. Circuiti elettrici: leggi di Kirchhoff. Conservazione della carica elettrica e corrente di spostamento. Circuiti percorsi da corrente quasi stazionaria. Carica e scarica di un condensatore con considerazioni energetiche (Circuiti fRC e RC).
MAGNETOSTATICA NEL VUOTO: Forza di Lorentz e vettore induzione magnetica: definizione operativa. Moto di una carica in un campo elettrico e magnetico. Flusso del vettore induzione magnetica. Forza magnetica su un filo percorso da corrente: seconda formula di Laplace. Azioni meccaniche su circuiti percorsi da corrente stazionaria in un campo magnetico esterno. Sorgenti del campo magnetico e aspetti sperimentali. I legge di Laplace. Campi magnetici creati da particolari distribuzioni di correnti; filo rettilineo indefinito (Legge di Biot Savart), spira circolare (sull'asse), solenoide. Definizione dell'Ampere; momento di dipolo magnetico di una spira; circuitazione di un campo vettoriale e il teorema di Ampère; legge di Gauss per il campo magnetico; le equazioni della magnetostatica in forma integrale e in forma differenziale. Interazioni fra circuiti percorsi da corrente stazionaria.
CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI VARIABILI NEL TEMPO: Induzione elettromagnetica: legge di Faraday-Neumann-Lenz. Forza elettromotrice indotta. Variazione del flusso concatenato dovuta a variazione della corrente di alimentazione dei circuiti sorgente. Correnti di Foucault. Rotore del campo elettrico: forma locale della legge di Faraday- Neumann ed espressione della terza equazione di Maxwell nel caso non stazionario. Mutua e autoinduzione. Il principio del trasformatore. Circuiti fRL e RL.
EQUAZIONI DI MAXWELL E ONDE ELETTROMAGNETICHE
Corrente di spostamento; equazioni di Maxwell nel vuoto in forma integrale e differenziale; equazioni di Maxwell nella materia; equazione delle onde nell'elettromagnetismo; velocità di propagazione delle onde elettromagnetiche; onde piane nel vuoto. Conservazione dell'energia e vettore di Poynting. Onde elettromagnetiche sferiche e cilindriche. Sorgenti del campo em. Spettro delle onde EM
CENNI DI ELETTROSTATICA NEI DIELETTRICI E MAGNETOSTATICA NELLA MATERIA: Interpretazione microscopica; dielettrici polari e non polari. Proprietà del vettore spostamento elettrico e del campo elettrostatico nei dielettrici. La costante dielettrica. Il vettore intensità di polarizzazione; densità spaziale delle cariche di polarizzazione. Suscettività dielettrica. Le equazioni dell'elettrostatica in presenza di dielettrici.
Generalità sugli aspetti atomici del magnetismo. Il vettore magnetizzazione e sue relazioni con le correnti microscopiche. La suscettività magnetica. Densità di corrente di magnetizzazione superficiale e volumetrica. Materiali diamagnetici, paramagnetici, e ferromagnetici. Isteresi magnetica.

Testi adottati

Elementi di fisica. Elettromagnetismo e onde (III edizione) di Paolo Mazzoldi, Massimo Nigro, Cesare Voci

Capitoli 1-10, cap 9 escluso.
Paragrafi da escludere: 1.8, 4.6-4.8, 5.10, 6.8, 7.5, 7.6, 7.8 (notare il paragrafo 7.7 SI), 10.5, 10.6, 10.7

Cenni sui paragrafi: 5.9, 8.6, 10.4 e 10.8

Il par 8.3 sono degli esempi di applicazioni (utile per loo scritto non per orale)

Prerequisiti

Il corso non richiede conoscenze pregresse. Tuttavia, l'aver seguito i corsi di analisi matematica e di algebra consente una migliore assimilazione dei contenuti del corso.

Modalità di svolgimento

Le lezioni di teoria saranno accompagnate e intervallate dallo svolgimento di diversi esercizi, utili ad una migliore comprensione e assimilazione dei contenuti delle lezioni e degli argomenti affrontati.

Modalità di frequenza

Frequenza non obbligatoria ma consigliata. Il docente segue molto bene il libro di testo quindi anche per studenti lavoratori o comunque impossibilitati a seguire c'è la possibilità di sostenere l'esame senza perdita di informazioni rispetto al programma e a quanto svolto in aula.

Modalità di valutazione

L'esame consisterà di una prova scritta in cui lo studente dovrà essere in grado di risolvere degli esercizi e di una prova orale nella quale verranno sondate le conoscenze e la comprensione dello studente relative alla teoria dell'elettromagnetismo