CORSO DI FS220 - FISICA 2 PER IL CDL IN MATEMATICA Programma dettagliato dell'AA 2019-2020 Credito Formativo 9 Docente : Professoressa Paola Gallo gallop@fis.uniroma3.it Esercitatore : Dottor Marco Garofalo marco.garofalo@uniroma3.it Tutori : Dottoressa Cristina Martellini cristina.martellini@uniroma3.it Dottor Lorenzo Tenuzzo lorenzo.tenuzzo@uniroma3.it PROGRAMMA IN CORSO per argomenti e con riferimento ai capitoli ed ai paragrafi del libro MNV che trattano gli argomenti svolti a lezione TESTO DEL CORSO (MNV): MAZZOLDI P., NIGRO M., VOCI C. "FISICA" VOLUME II [EDISES] FORZA ELETTRICA E CAMPO ELETTROSTATICO -Struttura elettrica della Materia -Legge di Coulomb -Elettrizzazione -Campo Elettrostatico -Campo elettrostatico Prodotto da una distribuzione continua di cariche - Linee di Forza di un campo elettrostatico Nel MNV : Tutto il Cap. 1 esclusi i paragrafi 1.7 e 1.8 LAVORO ELETTRICO E POTENZIALE ELETTROSTATICO - Lavoro della Forza elettrica - Energia potenziale Elettrostatica - Conservativita' del campo elettrostatico e teorema lavoro-energia - Potenziale elettrostatico V - Relazione tra V e il campo elettrostatico - Operatore Nabla - Teorema di Stokes - Cenni allo sviluppo multipolare del campo - I dipolo Elettrico - Potenziale di un sistema di cariche nell'approssimazine di dipolo Nel MNV: Cap. 2 par. 2.1, 2.2, 2.3 (escluso il modello atomico di Bohr-Sommerfeld), 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8 LEGGE DI GAUSS - Flusso del campo elettrico - Legge di Gauss - Discontinuita' del campo nell'attraversamento di una superficie carica - Legge di Gauss in forma differenziale e Teorema della Divergenza - Equazioni di Maxwell per l'elettrostatica Nel MNV: Tutto il cap. 3 CONDUTTORI -Conduttori in equilibrio -Conduttore cavo e schermo elettrostatico -Breakdown del campo elettromagnetico -Densita' di energia del campo elettrico -Condensatori e collegamento di condensatori Nel MNV Cap.4 par. 4.1, 4.2, 4.3, 4.5 4.6 e 4.7 DIELETTRICI -Campo indotto -Campo, potenziale e capacita' tra le armature di un condensatore -Costante dielettrica relativa e assoluta e suscettivita' -Vettore polarizzazione nel dielettrico -Campo elettrico prodotto da un dielettrico polarizzato -Equazioni di Maxwell in elettrostatica in presenza di dielettrici -Il vettore induzione dielettrica Nel MNV Cap.5 par. 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.9 CORRENTE ELETTRICA -Corrente elettrica -Conduzione elettrica -Modello classico della conduzione elettrica -Legge di Ohm -Conservazione della carica -Effetto Joule e potenza -Resistori in serie ed in parallelo -Forza elettromotrice -Carica e scarica di un condensatore -Leggi di Kirchhoff per reti elettriche Nel MNV Cap. 6 par. 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5 (escluso conduttori non ohmici), 6.6, 6.7 (esclusa la parte con piu' di un generatore), 6.9 e 6.10 CAMPO MAGNETICO E FORZA MAGNETICA -Evidenze sperimentali dell'interazione magnetica -Legge di Gauss per il campo magnetico e linee di campo -Forza magnetica su una carica in moto e moto in un campo magnetico uniforme -Forza magnetica di un conduttore percorso da corrente -Momento magnetico della spira e principio di equivalenza di Ampere Nel MNV Cap. 7 par. 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5 SORGENTI DI CAMPO MAGNETICO E LEGGE DI AMPERE -Campo magnetico prodotto da corrente e da una carica in moto -Campo magnetico per circuiti particolari: filo, spira e solenoide -Forze fra circuiti percorsi da corrente -Legge di Ampere -Flusso e autoflusso -Equazioni di Maxwell della magnetostatica nel vuoto Nel MNV Cap. 8 par. 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 8.5, 8.6 (esclusa discontinuita del campo elettromagnetico). PROPRIETA' MAGNETICHE DELLA MATERIA -Magnetizzazione della materia -Permeabilita' magnetica e suscettivita' magnetica -Correnti amperiane e magnetizzazione -Equazioni generali della magnetostatica ed il campo H - Sostanze Ferromagnetiche Nel MNV Cap. 9 par. 9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.6 (solo fino alla formula 9.37), 9.7. CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI VARIABILI NEL TEMPO -Legge di Faraday -Origine fisica della fem -Autoinduzione -Corrente di spostamenteo e legge di Ampere-Maxwell -Equazioni di Maxwell nel vuoto e nella materia con cariche e correnti Nel MNV Cap. 10 introduzione, par. 10.1, 10.2, 10.5, 10.10, 10.11 OSCILLAZIONI ELETTRICHE E CORRENTI ALTERNATE -Oscillazioni smorzate in un circuito RLC -Oscillazioni permanenti in un circuito RLC -Circuiti in corrente alternata e impedenza Nel MNV Cap. 11 par. 11.1, 11.2, 11.3 LE EQUAZIONI DI MAXWELL -Conservazione dell'energia per il campo elettromagnetico in un sistema isolato -Equazioni di Maxwell e potenziali vettore e scalare -Scelta di Gauge. Gauge di Lorentz e di Coulomb -Operatore di d'Alembert e equazione delle onde -Onde piane e onde piane armoniche -Paccheti d'onde -Equazioni e soluzione per il Campo di radiazine pura Nel MNV cap. 12 par. 12.1, 12.3, 12.5 solo polarizzazione rettilinea, 12.10. Appunti delle lezioni (messi in rete). La parte di appunti non sara' materia di esame scritto. RELATIVITA' RISTRETTA -L'abbandono del concetto di tempo assoluto -Il principio di relativita' di Einstein e le Trasformazioni di Lorentz -La legge di composizione delle velocita' -La contrazione delle lunghezze e la dilatazione del tempo. -Il paradosso dei gemelli -Invarianti rispetto alle trasformazioni di Lorentz - Spazio di Minkowski -Quadrivettori -Definizione relativistica di quantita' di moto ed energia -Invarianza delle equazioni di propagazione per potenziale vettore e scalare rispetto alle trasformazioni di Lorentz Appunti delle lezioni (messi in rete). La parte di appunti non sara' materia di esame scritto. RIFLESSIONE E RIFRAZIONE DELLE ONDE -Lo spettro delle onde elettromagnetiche -Principio di Huygens-Fresnel -Leggi della riflessione e rifrazione MNV. Cap.13 par 13.12 e Cap. 14 par 14.1, 14.2(Solo il principio di H.F.), 14.3 INTERFERENZA E DIFFRAZIONE -Somma di onde, fenomeni di interferenza, coerenza e incoerenza -Interferenza prodotta da due sorgenti coerenti -Cammino ottico e lenti sottili convergenti -Interferenza prodotta da N sorgenti coerenti -Diffrazione di Fraunhofer e Fresnel -Diffrazione da una fenditura -Reticolo di diffrazione MNV Cap.15 par 15.1, 15.2, alla fine del 15.3 solo cammino ottico e lenti e specchi, 15.5; Cap. 16 par. 16.1, 16.2 e 16.5