FISICA II

Il corso ha la finalità di fornire conoscenze fondamentali di Eletricità, Magnetismo ed Ottica e di affrontare la soluzione di problemi di base relativamente agli argomenti trattati. La metodologia didattica del corso prevede lezioni frontali ed esercizi svolti alla lavagna.

L’esame è costituito da una prova scritta ed una prova orale. La prova scritta consiste nel risolvere, in due ore, tre esercizi riguardanti il programma d’esame e precisamente: un quesito di Elettricità, uno di Elettromagnetismo ed uno di Ottica. La prova scritta si intende superata con una votazione di 15/30. La prova orale consiste nella discussione della prova scritta ed in un colloquio orale per la verifica della conoscenza degli argomenti svolti durante il corso. La valutazione finale dell'esame, sulla base di quanto verificato nella prova scritta e nella prova orale, è determinata dai seguenti criteri: livello di conoscenza degli argomenti richiesti, capacità espressiva e proprietà di linguaggio, capacità di applicare le conoscenze a semplici casi studio (come emerso nella prova scritta), capacità di collegamento dei diversi temi del programma di insegnamento.

Conoscenza degli argomenti trattati nel programma di Fisica I.

Non obbligatoria

Elettrostatica

Carica elettrica: proprietà. Conduttori e isolanti. Legge di Coulomb. Campo elettrico di una carica puntiforme. Campo elettrico di distribuzioni di carica. Moto di una carica in un campo elettrico. Flusso del campo elettrico e legge di Gauss. Conduttori in equilibrio elettrostatico. Potenziale elettrico ed energia potenziale. Potenziale ed energia potenziale di distribuzioni discrete e continue di cariche. Gradiente del potenziale. Teorema di Stokes. Conduttori carichi: campo e potenziale. Condensatori. Collegamento di condensatori. Energia e densità di energia del campo elettrico. Dielettrici. Polarizzazione dei dielettrici. Condensatori con dielettrico.

Corrente elettrica stazionaria

Intensità e densità di corrente. Modello classico della conduzione. Resistenza e legge di Ohm. Resistenza, resistività e dipendenza dalla temperatura. Energia e potenza elettrica. Forza elettromotrice. Resistori in serie e parallelo. Leggi di Kirchhoff. Circuito RC. Amperometro e Voltmetro.

Magnetismo

Linee di forza del campo magnetico. Forza di Lorentz. Moto di particelle cariche in un campo magnetico. Forze su conduttori percorsi da corrente. Momento meccanico su circuiti piani. Campo magnetico generato da correnti stazionarie. Legge di Ampere. Proprietà magnetiche della materia. Sostanze diamagnetiche, paramagnetiche e ferromagnetiche.

Induzione elettromagnetica.

Forza elettromotrice indotta. Legge di Faraday e di Lenz. Alternatore. Auto e mutua induzione. Circuti RL. Energia e densità di energia del campo magnetico.

Corrente alternata

Forze elettromotrici alternate. Valore medio ed efficace di una grandezza alternata. Oscillazioni in un circuito RLC serie. Risonanza. Il trasformatore.

Fenomeni ondulatori

Descrizione di un’onda. Equazione differenziale delle onde piane. Onde trasversali e longitudinali. Intensità di un’onda.

Equazioni di Maxwell

Corrente di spostamento e legge di Ampere generalizzata. Equazioni di Maxwell e onde elettromagnetiche piane. Spettro delle onde elettromagnetiche. Intensità delle onde elettromagnetiche.

Ottica geometrica

Velocità della luce e metodi di misura. Leggi della riflessione e rifrazione. Riflessione totale.

Ottica fisica

Interferenza tra due sorgenti puntiformi coerenti. Esperimento di Young. Interferenza in lamine sottili. Diffrazione da singola fenditura. Risoluzione da aperture circolari.

1) P.Mazzoldi, M.Nigro,C.Voci – Elementi di Fisica-Elettromagnetismo e onde- EdiSES

2) D. Halliday, R. Resnick e K. Krane - Fisica 2 - Casa Editrice Ambrosiana

Si prevedono esercitazioni svolti in aula alla fine di ogni argomento di lezione con successiva correzione

Campo elettrico generato da cariche puntiformi e distribuzioni di cariche

Potenziale elettrico

Moto di una carica in un campo elettrico uniforme

Legge di Gauss e sue applicazioni

Corrente continua: descrizione microscopica e macroscopica

Risoluzioni di semplici circuiti con condensatori, resistenze e generatori di forze elettromotrici

Campo magnetico generato da correnti elettriche

Moto di una carica in un campo magnetico uniforme

Induzione elettromagnetica

Alternatore

Circuiti in corrente alternata

Il trasformatore

Onde elettromagnetiche

Ottica geometrica: riflessione e rifrazione

Ottica fisica: interferenza e diffrazione