Anno di corso: 1

Crediti: 12
Crediti: 6
Crediti: 16
Crediti: 8
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale

Anno di corso: 2

Crediti: 12
Crediti: 14
Crediti: 6
Crediti: 12
Crediti: 8

Anno di corso: 3

Crediti: 12
Crediti: 6
Crediti: 12
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 6
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 6
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Altro

FISICA II

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2018/2019
Anno di corso: 
2
Anno accademico di erogazione: 
2019/2020
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
14
Ciclo: 
Annualita' Singola
Ore di attivita' didattica: 
128
Prerequisiti: 

Modulo I
I contenuti dei corsi di matematica e fisica del primo anno.

Modulo II
Corsi di matematica e fisica generale del primo anno del corso di laurea in Fisica

Moduli

Metodi di valutazione

Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

Modulo I
L’esame del corso è strutturato in tre parti: una prima prova scritta (con problemi da svolgere) sulla prima parte del corso; una seconda prova scritta (con problemi da svolgere) sulla seconda parte del corso; una prova orale finale su tutto il programma del corso, che consiste in un colloquio sugli argomenti svolti a lezione. Ogni prova scritta produce un giudizio (Insufficiente/Scarso/Sufficiente/Discreto/Buono). Non sono ammessi alla prova orale gli studenti che abbiano entrambi gli scritti insufficienti. Il voto finale al termine dell'esame (18-30/30) esprime una valutazione globale della preparazione dello studente sulla base dei risultati conseguiti nelle due prove scritte e in quella orale. In caso di esito negativo dell'esame lo studente deve ripetere anche le prove scritte.

Modulo II
Prove in itinere scritte (o prova finale scritta se la media delle prove in itinere è insufficienti) e prova finale orale.

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

Modulo I
Conoscere e saper trattare i fondamenti dell'elettromagnetismo e dell'ottica fisica: fenomenologia e leggi fondamentali, soluzione di problemi.

Modulo II
Elettrodinamica classica e ottica: fenomenologia, leggi fondamentali e soluzione di problemi

Contenuti

Modulo I
1. Analisi vettoriale, 2. Elettrostatica nel vuoto, 3. Corrente elettrica stazionaria, 4. Magnetostatica nel vuoto, 5. Induzione elettromagnetica, 6. Elettrostatica nei mezzi materiali, 7. Magnetostatica nei mezzi materiali, 8. Onde elettromagnetiche, 9. Ottica.

Modulo II
Elettrostatica nel vuoto, Corrente elettrica stazionaria, Magnetostatica nel vuoto, Induzione elettromagnetica, Elettrostatica nei mezzi materiali, Magnetostatica nei mezzi materiali, Onde elettromagnetiche, Ottica.

Programma esteso

Modulo I
1. Analisi vettoriale:
Campi e Linee di forza, Operatori differenziali e integrali, Teorema della divergenza e del rotore.

2. Elettrostatica nel vuoto:
Legge di Coulomb, Campo elettrico, Potenziale elettrico ed energia potenziale, Teorema di Gauss,

Conduttori ed isolanti, Induzione elettrostatica, Problema generale dell’elettrostatica, Capacità,

Condensatori in serie e parallelo, Energia elettrostatica.

3. La corrente elettrica stazionaria:
Intensità e Densità di corrente, Conducibilità elettrica, Resistività e legge di Ohm, Tempo di rilassamento, Forze elettromotrici e generatori, Collegamenti tra resistori, Legge di Joule, Circuiti elettrici in CC, Reti resistive.

4. Magnetostatica nel vuoto:
Induzione magnetica, Forza agente su una carica in moto, Forza agente su un circuito percorso da corrente, Seconda formula di Laplace, Legge di Biot e Savart, Prima formula di Laplace, Forza agente tra due circuiti percorsi da corrente, Legge della circuitazione di Ampére, Flusso magnetico. Potenziale vettore magnetico.

5. Induzione elettromagnetica:
Legge di Faraday-Neumann-Lenz, Auto- e mutua-induzione, Energia del campo elettromagnetico. Corrente elettrica alternata, Circuiti elettrici in CC e CA.

6. Elettrostatica nei mezzi materiali:
Sviluppo in multipoli, Forza ed energia potenziale di un dipolo, Polarizzazione elettrica, Teorema di Gauss nei dielettrici, Suscettività e permettività dielettrica.

7. Magnetostatica nei mezzi materiali:
Magnetizzazione, Legge di Ampére nei materiali magnetizzati, Suscettività e permittività magnetica, Materiali dia-, para- e ferromagnetici.

8. Onde elettromagnetiche:
Equazioni di Maxwell, Equazione delle onde elettromagnetiche nel vuoto e in un mezzo debolmente conduttore, Teorema di Poynting, Quantità di moto, energia e intensità dei campi e delle onde elettromagnetiche, Onde piane e onde sferiche, Potenziale del campo elettromagnetico, Potenziale di Lienard-Wiecheart, Radiazione di una carica accelerata e di dipolo, Condizioni al contorno per i campi.

9. Ottica:
Riflessione e rifrazione, Legge dell'iconale, Principio di Fermat, Polarizzazione, Interferenza, Velocità di fase e di gruppo, Principio di Huygens-Fresnel, Diffrazione, Dispersione, Modello atomico dei mezzi dispersivi, Mezzi anisotropi.

Modulo II
1^ Semestre - Elettricità e magnetismo; limite (quasi) stazionario

U1 - Legge di Coulomb e principio di sovrapposizione degli effetti, energia potenziale di una configurazione di cariche, il campo elettrico e il campo di una distribuzione di cariche, Flusso del campo elettrico (CE), legge di Gauss, esempi di calcolo del CE per distribizioni simmetriche, forza elettrica su distribuzione planare, energia associata al CE

U2 - Il potenziale elettrico, relazione tra potenziale e CE: il gradiente, potenziale di una distribuzione di carica, dipoli e multipoli. Divergenza di un vettore, teorema di Gauss, la divergenza di un vettore e operatori vettoriali, forma differenziale della legge di Gauss,; Equazione di Laplace e di Poisson; Il rotore e il teorema di Stokes, il significato della divergenza e del rotore

U3 - Conduttori e isolanti, conduttori nel CE, problema generale dell'elettrostatica: teoremi di unicità e condizioni al contorno, soluzioni particolari dell'equazione di Laplace: il metodo della carica immagine. Capacità e condensatori, coefficienti di induzione, energia immagazzinata in un condensatore

U4 - Correnti elettriche, intensità e densità di corrente, correnti stazionarie e conservazione della carica, conducibilità e legge di Ohm, proprietà dei conduttori, circuiti elettrici e elementi circuitali, dissipazione di energia (legge di Joule), forza elettromotrice, reti in corrente continua e variabile con resistenze e condensatori

U5 - Campo generato da cariche in movimento: la forza magnetica, invarianza della carica in moto, campo elettrico in diversi SRI, campo (magnetico) di una carica in moto rettilineo uniforme, (interludio: campo di una carica che si muove

Bibliografia consigliata

Modulo I
Caldirola-Fontanesi-Sindoni, “Elettromagnetismo”, Masson (fuori commercio)
Mazzoldi-Nigro-Voci, “Fisica Generale (vol.2)”, Edises
A. Bettini, “Elettromagnetismo”, Zanichelli
A. Bettini, “Le onde e la luce”, Zanichelli
Altre risorse sul sito e-learning

Modulo II
• E.M Purcell and D.J. Morin, Electricity and Magnetism, 3rd Edition, Cambridge (Amazon) - U1-10
• S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni, Onde e ottica, CEA - U12-16
Per U11-U15 molti argomenti sono integrati con testi supplementari:
• R. Feynman, The Feynman Lectures on Physics, Vol II - Online: http://www.feynmanlectures.caltech.edu/
Altri testi per consultazione o impiegati per alcuni specifici argomenti (saranno segnalati):
• D.J. Griffiths, Introduction to electrodynamics, Cambridge
• J. Jackson, Elettrodinamica Calssica, Zanichelli (AVANZATO)
• Mencuccini e Silvestrini, Elettromagnetismo e Ottica, Ed. Ambrosiana - U1-14
• Mazzoldi-Nigro-Voci, “Fisica Generale (vol.2)”, Edises

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Modulo I
lezione frontale (10 cfu), esercitazione (4 cfu) e tutoraggi (numero di ore variabile) tutto erogato in lingua italiana

Modulo II
lezione frontale (10 cfu), esercitazione (4 cfu)

Contatti/Altre informazioni

Modulo I e modulo II
Orario di ricevimento: su appuntamento per email