OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Acquisizione e comprensione dei concetti fondamentali dell’elettromagnetismo e conoscenza degli elementi di base dell’elettromagnetismo nel vuoto e nei materiali. Aumento della capacità di apprendimento e di sintesi.

PREREQUISITI

Conoscenza dei principali concetti di fisica del primo anno (analisi dimensionale, vettori, leggi della dinamica, conservazione dell'energia)

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali; esercitazioni svolte sia dal docente sia dagli studenti in laboratorio. Le esperienze di laboratorio sono svolte su traccia fornita in anticipo e sempre in presenza del docente. Due crediti sono dedicati ad attività di laboratorio.
 

ore di studio previste: 220
ore in aula: 136
ore per laboratorio o attività varie: 10

Propedeuticità : Eventuali propedeuticità sono definite nel Regolamento Didattico e/o nel Manifesto degli Studi. Si suggerisce il superamento degli esami diIstituzioni di matematica I e II, Fisica generale I e II, Laboratorio di fisica

Modalità di frequenza
fortemente consigliata per le lezioni frontali, obbligatoria per l’attività di laboratorio

PROGRAMMA/CONTENUTO

Programma articolato in due moduli (8 + 6 CFU)

III MODULO

Lezioni frontali:

Carica elettrica e campo elettrico
Conservazione della carica. Isolanti e conduttori. Legge di Coulomb. Il campo elettrico. Legge di Gauss. Conservatività del campo elettrostatico. Potenziale elettrico. Capacità elettrica. Condensatori. Lavoro di carica di un condensatore ed energia immagazzinata.

Corrente elettrica
Densità e intensità di corrente. Resistenza e resistività. Legge di Ohm. Circuiti elettrici. Leggi di Kirchhoff. Potenza elettrica.

Campo magnetico
Forza di Lorentz. Interazione campo magnetico-corrente. Legge di Biot-Savart. Forza tra due conduttori paralleli. Legge di Ampère. Flusso del campo magnetico. Legge di Faraday-Neumann-Lenz. Campo elettrico indotto. Induttanza. Autoinduzione. Circuiti RL. Energia e densità di energia associata al campo magnetico.

Equazioni di Maxwell e onde elettromagnetiche
Corrente di spostamento e legge di Ampère-Maxwell. Equazioni di Maxwell in forma integrale e in forma differenziale. Equazione delle onde elettromagnetiche. Onde elettromagnetiche piane.

Esperienze guidate di laboratorio:
Misura di grandezze elettriche in corrente continua
Circuiti in regime transitorio: misura della costante di tempo di un circuito RC.

IV MODULO

Lezioni frontali:

Oscillazioni elettriche. Correnti alternate
Corrente alternata. Circuito RLC serie. Trasformatore

Campo elettrico negli isolanti
Dielettrici e constante dielettrica. Potenziale e campo generato da un momento di dipolo. Momento di dipolo totale e campo generato da un sistema di cariche. Proprietà dielettriche degli isolanti; polarizzabilità per orientamento e per deformazione. Vettore polarizzazione e costante dielettrica. Equazioni generali dell’elettrostatica in presenza di dielettrici: vettore spostamento elettrico. Condizioni al contorno in presenza di dielettrici. Dielettrici densi, legge di Clausius-Mossotti

Magnetismo nei materiali
Momento magnetico e correnti microscopiche. Diamagnetismo e paramagnetismo. Magnetizzazione, Legge di Curie. Materiale magnetizzato: corrente di magnetizzazione e campo magnetico nella materia. Equazioni generali della magnetostatica in presenza di mezzi magnetizzati. Condizioni al contorno in presenza di materiali magnetici. Sostanze ferromagnetiche; circuiti magnetici e legge di Hopkinson. Ciclo di isteresi di un ferro magnete. Materiali magnetici dolci, duri.

Onde elettromagnetiche

Energia dell’onda EM, intensità dell’onda e vettore di Pointing. Radiazione elettromagnetica generata da un dipolo oscillante e onda sferica. Polarizzazione dell’onda EM. Equazioni di Maxwell nei mezzi trasparenti e indice di rifrazione. Riflessione e rifrazione e legge di Snell e dispersione della luce. Intensità delle onde riflesse e rifratte (leggi di Fresnel). Mezzi assorbenti: coefficiente di assorbimento e indice di rifrazione complesso.

Esperienze guidate di laboratorio:
Misura del campo magnetico all’interno di una bobina in presenza di un nucleo di ferro.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

D. Halliday, R. Resnick, J. Walker - Fondamenti di Fisica - Casa Editrice Ambrosiana
 

P.Mazzoldi, M.Nigro, C.Voci "Elementi di Fisica: Elettromagnetismo e Onde.", EdiSES

Dispense del docente su Aulaweb

 

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

MARINA PUTTI (Presidente)

ANNALISA RELINI (Presidente)

LUCA VATTUONE

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

vedere manifesto sul sito e orario sul sito

Orari delle lezioni

FISICA GENERALE (III E IV MODULO)

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Prova scritta e prova orale

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La prova scritta consiste in due prove parziali relative agli argomenti di ciascun modulo o una prova scritta finale sul programma complessivo.

La prova scritta parziale consiste nella risoluzione di tre esercizi da svolgersi in tre ore. La prova scritta totale consiste di quattro esercizi, due relativi al programma di ciascun modulo, da svolgersi in quattro ore.

Esame orale: sono ammessi all’orale gli studenti che hanno conseguito un voto pari ad almeno 15/30 in ognuna delle prove parziali o nella prova scritta finale.

L'esame orale consiste nella discussione della/delle prove scritte più due domande sugli argomenti del corso, una per modulo.  Nel caso in cui sia necessario un approfondimento maggiore, sia per il conseguimento di un voto eccellente, sia per il conseguimento della sufficienza, il numero di domande può essere più elevato.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

Dati statistici relativi alle votazioni d’esame conseguite dagli studenti: voto medio 24