vettori e campi
operazioni con vettori
regola della mano destra
uso delle simmetrie per la semplificazione dei calcoli vettoriali
campi scalari e vettoriali
campi di forze - il campo e la conservazione dell'energia
uso e limiti del principio di sovrapposizione
definizione del vettore area
il flusso di un campo vettoriale
* linee di forza e flusso
la legge di Coulomb e il campo elettrico
carica elettrica e materia
cariche statiche
elettricità positiva e negativa
isolanti e conduttori (prprietà macroscopiche e microscopiche)
unità di misura della carica
la legge di Coulomb
* analogie e differenze con la legge di gravitazione universale
* la legge di Coulomb in forma vettoriale
il campo elettrico
* analogie e differenze tra campo elettrico e campo gravitazionale
unità di misura del campo elettrico
il calcolo del campo elettrico nel caso discreto
* carica puntiforme
* sistemi di cariche puntiformi
* dipolo elettrico (campo in asse e perpendicolare all'asse)
il calcolo del campo elettrico nel caso continuo
* distribuzione lineare infinita di carica
* distribuzione lineare finita di carica (sia in asse che perpendicolarmente all'asse)
* campo assiale di un anello carico
* campo assiale di un disco carico (estensione ad una sup. infinita)
le linee di forza del campo elettrico
particelle cariche in un campo elettrico uniforme
* esperienza di Millikan
* dipolo in campo elettrico
la legge di Gauss
flusso di c.e. attraverso una sup. chiusa con sorgente di campo esterne e/o interne
calcolo del flusso per una carica puntiforme
la legge di Gauss
uso della legge di Gauss per la determinazione di E
* distribuzione lineare
* distribuzione superficiale
* distribuzione sferica
il potenziale elettrico
campi conservativi e non-conservativi
l'energia potenziale elettrostatica di una carica di prova in un campo di carica puntiforme
energia potenziale di un sistema di cariche
* energia potenziale di un dipolo in campo elettrico; momento delle forze elettriche
il potenziale elettrico
il calcolo del potenziale elettrico nel caso discreto
* carica puntiforme
* sistemi di cariche puntiformi
* dipolo elettrico
il potenziale e il campo elettrico
* calcolo del potenziale dato il campo
* calcolo del campo dato il potenziale
il calcolo del potenziale elettrico nel caso continuo
* distribuzione lineare infinita di carica
* distribuzione lineare finita di carica (sia in asse che perpendicolarmente all'asse)
superfici equipotenziali e linee di forza del campo E.
i conduttori
proprietà elettrostatiche di un conduttore
* caricamento di un conduttore (induzione e conduzione)
* campo e carica di un conduttore
* campo nelle immediate vicinanze di un conduttore
* conduttore con cavità
* campo elettrico esterno e comportamento delle cariche di un conduttore
* gabbia di Faraday
potenziale di un conduttore
densità di carica e raggio di curvatura
capacità, energia elettrica e proprietà degli isolanti
relazione tra carica e potenziale elettrico
condensatori
calcolo della capacità;
* condensatore sferico isolato
* condensatore sferico
* condensatore piano
* condensatore cilindrico
concetto di capacità equivalente
potenziale, carica e capacità di condensatori in serie e in parallelo
energia elettrica immagazzinata in un condensatore
densità di energia di campo elettrico
proprietà elettrostatiche degli isolanti (costante dielettrica)
modello atomico per il comportamento dei dielettrici in un c. e.
capacità di condensatori con dielettrici
corrente e resistenza
implicazioni connesse al moto di cariche all'interno di un conduttore
il flusso della carica:
* intensità di corrente
* densità di corrente
* la velocità di deriva
la resistenza di un conduttore
la legge di Ohm in termini di c.e. e di densità di corrente
resistività e conducibilità
dipendenza della resistività dalla temperatura
curva di resistività in prossimità dello zero assoluto
* caratteristiche generali della superconduttività
la legge di Ohm dal punto di vista microscopico (modello di Drude)
concetto di resistenza equivalente
resistenze in serie e in parallelo
energia e corrente nei circuiti in corrente continua
forza elettromotrice e resistenza interna di una batteria
energia elettrica e potenza
* bilancio energetico per una batteria
* bilancio energetico per circuito con o senza elementi dissipativi
definizioni di maglia, nodo, ramo in un circuito elettrico
le leggi di Kirchhoff e il loro significato fisico
* la legge dei nodi
* la legge delle maglie
amperometri e voltmetri
circuiti a ponte (potenziometro, ponte di Wheatstone)
il campo magnetico
esistenza dei fenomeni magnetici come fenomeni distinti dai fenomeni elettrici
campo magnetico terrestre: polo nord geografico e magnetico
polo nord di un magnete (definizione)
espressione e caratteristiche della forza magnetica tra cariche in moto.
campo magnetico generato da una carica isolata (cfr.: Ohanian)
forza agente su una carica in moto in un c.m.
forza di Lorentz
moto delle cariche in presenza di campi elettrici e magnetici
* selettore di velocità per particelle cariche
* spettrometro di massa
* ciclotrone
* "bottiglia" magnetica
forza agente su un conduttore percorso da corrente in un c.m.
effetto Hall
forza totale e momento agente su una spira percorsa da corrente
momento di dipolo magnetico
energia potenziale di una spira in un campo magnetico.
le sorgenti del campo magnetico
interazioni ed equivalenze tra magneti e spire
campo magnetico generato da una corrente di cariche (legge di Biot-Savart)
* calcolo di B per un conduttore lineare infinito
* calcolo di B per un conduttore lineare finito
* calcolo di B sul piano e sull'asse ortogonale per una spira circolare percorsa da corrente
forza tra due conduttori lineari infiniti
la legge di ampere
applicazioni della legge di ampere
* solenoide; linee di forza di B in un solenoide
* calcolo di B in un solenoide
* calcolo di B in un toroide
* calcolo di B in un conduttore percorso da corrente uniforme
* il campo esterno di un solenoide
definizione di flusso magnetico
il flusso magnetico e la legge di Gauss per i campi magnetici
la legge di Faraday
correnti indotte
esperimenti introduttivi: identificazione delle grandezze fisiche importanti
la legge di Faraday
la legge di Lenz e la conservazione dell'energia
studio delle cause che possono intervenire a variare il flusso magnetico nel tempo
* area efficace della spira: f.e.m. indotte dal moto
* orientazione della spira: generatori e alternatori
* B variabile nel tempo
campi elettrici indotti
* correnti di Focault o correnti parassite
l'induttanza
proporzionalità tra flusso magnetico e corrente indotta
f.e.m. autoindotte e induttanza
calcolo dell'induttanza
* induttanza di un solenoide
* induttanza di un toroide a sezione rettangolare
collegamento di induttanze in serie e in parallelo
energia magnetica immagazzinata in una induttanza
densità di energia magnetica
mutua induttanza
trasformatori
campi magnetici nella materia
comportamento di un materiale immerso in un campo magnetico
* analogie e contrasti con i comportamenti di un dielettrico immerso in un campo elettrico
correnti atomiche di Ampere
dipoli magnetici e vettore Magnetizzazione M
la costante adimensionale di suscettività magnetica c
Magnetizzazione di saturazione
momenti magnetici atomici in funzione del momento angolare
* magnetone di Bohr
* spin
materiali paramagnetici
* legge di Curie
materiali diamagnetici
* momenti magnetici indotti
materiali ferromagnetici
* ciclo di isteresi magnetica per materiali ferromagnetici dolci e duri
circuiti con corrente transiente
regole generali di soluzione
* scelta dei segni nell'impostazione dell'equazione della maglia
carica e scarica di un condensatore in un circuito RC
trasferimenti di energia nei circuiti RC
carica e scarica di un circuito LR
trasferimenti di energia nei circuiti LR
oscillazioni in un circuito LC
energia totale, en. elettrica ed en. magnetica in un circuito LC
cenni sui circuiti in corrente alternata
definizione di c.a.
definizione di valore medio e di valore efficace di una grandezza alternata
concetto di ritardo e di anticipo tra V(t) e I(t)
corrente e potenza per una resistenza collegata a una sorgente di c.a.
corrente e potenza per un condensatore collegata a una sorgente di c.a.
corrente e potenza per un'induttanza collegata a una sorgente di c.a.
reattanza capacitiva e reattanza induttiva
circuito RLC in serie e in parallelo; soluzione trigonometrica e vettoriale
le onde
caratteristiche comuni alle onde
velocità di propagazione delle onde
onde trasversali e longitudinali
onde impulsive
definizione di pulsazione, numero d'onda, lunghezza d'onda
onde armoniche
equazione lineare delle onde
caratteri di un'onda
* fase, coerenza e incoerenza
* monocromaticità e policromaticità
* polarizzazione - depolarizzazione
interferenza di onde armoniche
le equazioni di maxwell
discussione delle quattro equazioni integrali di maxwell nel vuoto
generalizzazione della legge di Ampere e la corrente di spostamento
campo elettrico indotto e campo magnetico indotto
calcolo di E indotto e B indotto (in particolari condizioni di simmetria)
onde elettromagnetiche
caratteristiche e segni dei campi magnetici indotti in presenza di un campi elettrici variabili nel tempo
caratteristiche e segni dei campi elettrici indotti in presenza di campi magnetici variabili nel tempo
meccanismo di propagazione della perturbazioni elettromagnetiche
condizioni per la generazione di onde elettromagnetiche
onde elettromagnetiche piane
estrazione delle seguenti equazioni differenziali delle onde elettromagnetiche dalle equazioni integrali di Maxwell:
 
equazione lineare dell'onda elettrica e dell'onda magnetica
caratteristiche delle componenti elettriche e magnetiche di un'onda e.m.
vettore di Poynting S
trasporto di energia attraverso un'onda e.m.
intensità di un'onda e valor medio del vettore di Poynting S
riflessione e assorbimento di un'onda e.m.
momento dell'onda e.m. e pressione di radiazione
polarizzazione di un'onda elettromagnetica
E, B, S in un'onda polarizzata linearmente
E, B, S in un'onda polarizzata circolarmente
lo spettro elettromagnetico (classificazione generale delle onde e.m.)
la luce
raggi luminosi e vettore di Poynting
comportamento di un raggio luminoso all'interfaccia tra due mezzi diversi
velocità della luce
* i primi metodi per la determinazione di c (Roemer e Fizeau)
emissione di corpo nero
* luce e temperatura
* legge di Wien
* legge di Stephan
curva di visibilità
la luce bianca
ottica geometrica
indice di rifrazione
legge della riflessione - specchi
legge della rifrazione o legge di Snell -diottri e lamine
riflessione totale
dispersione della luce
* prismi
principio di Huygens
* spiegazione delle leggi di riflessione e rifrazione attraverso il principio di Huygens
principio di Fermat
* spiegazione delle leggi di riflessione e rifrazione attraverso il principio di Fermat
oggetti e immagini reali e virtuali
* convenzioni sui segni nel caso degli specchi e dei diottri.
specchi piani e sferici, concavi e convessi
* impostazione ed esame della equazione degli specchi
* raggi principali
* tracciamento grafico delle immagini
diottri piani e sferici
* impostazione ed esame della equazione dei diottri
* raggi principali
* tracciamento grafico delle immagini
lenti sottili sferiche
* impostazione ed esame della equazione delle lenti sottili
* equazione dei costruttori di lenti
* raggi principali
* tracciamento grafico delle immagini
strumenti ottici
sistemi di lenti
occhio umano
lente di ingrandimento
microscopio composto
telescopio
ottica fisica: interferenza
condizioni preliminari per l'interferenza
differenza di fase e coerenza
l'esperimento della doppia fenditura di Young
interferenza da doppia fenditura
distribuzione di intensità nella figura di interferenza della doppia fenditura
interferenza prodotta da pellicole sottili
ottica fisica: polarizzazione
metodi di polarizzazione lineare di una luce depolarizzata
* assorbimento selettivo (legge di Malus)
* riflessione (angolo di Brewster)
* birifrangenza
Unità di misura SI di tutte le grandezze elettromagnetiche definite nel corso

Modalità d'esame

Scritto e orale in un unico appello; scritto formato da quesiti e semplici problemi.

Iscrizione agli appelli: OBBLIGATORIA e SOLO tramite Internet fino a quattro giorni prima dell'appello).
 

Libri di testo: Il libro di riferimento (anche per gli esercizi svolti nel corso) è:
A) Halliday, Resnick, Krane "FISICA 2" IV edizione, Casa Editrice Ambrosiana, Milano.
Per molti aspetti e per la trattazione delle onde elettromagnetiche è utile il
B) Tipler, "Corso di Fisica", III edizione, Volume II, Casa Editrice Zanichelli, Bologna.
In particolare per l'introduzione al magnetismo, la definizione di Forza magnetica e campo magnetico, ci si riferisca a:
C) Ohanian, "FISICA, Vol II" Casa Editrice Zanichelli, Bologna.
Un altro testo di uso generale è:
D) Serway, "Fisica per scienze e ingegneria, Vol II", Casa editrice EdiSES Napoli (nuova edizione)
Ancora, per l'introduzione alle onde, si confrontino i volumi primi dei testi A) e B)
Metodo di lavoro suggerito allo studente: attenzione costante a lezione, un tempo di studio personale adeguato, elaborazione critica degli appunti alla luce dei riferimenti indicati a lezione.