UNIVERSITA' DI CATANIA
Dipartimento di Fisica e Astronomia
Corso di Laurea Triennale in Fisica
Programma di ELETTRODINAMICA CLASSICA
A.A. 2012-2013
Prof. Giuseppe Russo
Fondamenti di teoria della relatività speciale ed estesa
Definizione operativa delle misure di spazio e di tempo – Postulati della teoria della
relatività speciale - Sincronizzazione di Einstein (standard) e sue proprietà - Dilatazione
delle durate, contrazione delle lunghezze e trasformazioni di Lorentz – Proprietà
algebrico-geometriche delle trasformazioni di Lorentz - Intervallo spazio-temporale –
Cronotopo di Minkowski – Ordine temporale e separazione spaziale degli eventi - Tempo
proprio – Paradosso dei gemelli – Soluzioni superluminali delle equazioni di Maxwell Segnali superluminali e paradossi causali - Trasformazioni di Lorentz vettoriali Trasformazioni della velocità e dell’accelerazione – Accelerazione propria - Trasformazioni
della quantità di moto, dell’energia e della forza – La non additività della massa propria Aberrazione ed effetto Doppler - Convenzionalità del metodo di sincronizzazione:
simultaneità topologica e simultaneità metrica – Sincronizzazione di Reichenbach (non
standard) – Trasformazione di sincronia unidimensionale – Dipendenza dalla direzione del
parametro di sincronizzazione – Proprietà della sincronizzazione non standard Trasformazione di sincronia tridimensionale e sue proprietà – Formulazione alternativa
della relatività estesa: trasformazioni generali per le coordinate spazio-temporali –
Velocità della luce di sola andata - Trasformazioni di Lorentz come caso particolare delle
trasformazioni generali – Ruolo dei due postulati di Einstein nella determinazione dei
parametri – Velocità della luce di andata e ritorno – Relatività debole e trasformazioni
equivalenti – Metodi di sincronizzazione delle velocità simmetriche, per trasporto lento ed
assoluta – Proprietà matematiche delle trasformazioni equivalenti – Aspetti convenzionali
della teoria e fenomeni puramente relativistici - Verifiche sperimentali della relatività
estesa.
Formulazione covariante dell’elettromagnetismo
Richiami sulle equazioni di Maxwell - Le leggi di conservazione: vettore di Poynting e
tensore degli sforzi di Maxwell – Pressione di radiazione - Teorema di decomposizione di
Helmoltz(*) - Propagazione di onde elettromagnetiche nei dielettrici ideali e nei conduttori
Ohmici(*) – Riflessione e trasmissione delle o.e.m.: equazioni di Fresnel, polarizzazione
per riflessione(*) - Potenziali del c.e.m. e le trasformazioni di gauge – Metodo della
funzione di Green per la soluzione dell’equazione d’onda – Potenziali ritardati Trasformazioni di Lorentz come rotazioni nello spazio-tempo – Quadrivettore spaziotempo, quadrivettore velocità e quadrivettore accelerazione – Quadrivettore densità di
corrente, quadrivettore potenziale, tensore del campo elettromagnetico - Elementi di
calcolo delle variazioni e formulazione lagrangiana della meccanica relativistica –
Lagrangiana e hamiltoniana di una carica in c.e.m. esterno – Forza di Minkowski –
Tensore energia-momento - Moto relativistico di cariche in campi elettrici e magnetici
uniformi – Soglie dei processi anelastici - Variabili di Mandelstam(*) - Le trasformazioni
delle sezioni d’urto doppiamente differenziali(*) – Spettro di fotoni nel decadimento in volo
di mesoni neutri(*) - Formulazione lagrangiana per sistemi continui e campi - Lagrangiana
del campo elettromagnetico – Lagrangiana di Proca – Equazioni di Maxwell-Proca –
Alcune conseguenze teoriche derivanti dall’ipotesi di fotoni con massa diversa da zero –
Tipici esperimenti per la stima del limite superiore per la massa del fotone.
Teoria classica della radiazione
Potenziali vettori di Hertz – Irraggiamento da un dipolo elettrico e magnetico
oscillante - I potenziali di Liénard e Wiechert – Campo elettromagnetico generato da una
carica in moto – Radiazione da carica accelerata a bassa velocità – Formula di Larmor Stabilità dell’atomo di idrogeno - Distribuzione angolare ed in frequenza della radiazione
emessa da una carica accelerata – Radiazione da carica con velocità collineare
all’accelerazione – La legge di forza tra due cariche elettriche in moto - Radiazione di
Sincrotrone – Formula di Liénard - Radiazione Cherenkov - Diffusione Thomson(*) e
Compton della radiazione – Retrodiffusione Compton - Radiazione emessa durante gli urti
– Radiazione di frenamento in collisioni coulombiani - Reazione di radiazione – Equazione
di Abraham–Lorentz per l’autoforza.
Nota: Gli argomenti contrassegnati con un asterisco sono da intendersi facoltativi.
Alcuni testi consigliati :
R. Resnick
A. Aliotta ed altri
H. Goldstein
H. Reichenbach
H. Reichenbach
S. Bobbio, E. Gatti
L. Lovitch, S. Rosati
:
:
:
:
Introduzione alla relatività ristretta" - C.E.A., Milano.
Cinquant’anni di relatività - Edizioni UTET
Meccanica classica - Zanichelli
Axiomatization of the theory of relativity, University of
California Press 1969
: The philosophy of space and time, Dover publications, Inc.
: Elettromagnetismo, Ottica - Bollati Boringhieri
: Fisica Generale: Elettricità,Magnetismo, Elettromagnetismo,
Relatività ristretta, Ottica, Meccanica quantistica - C.E.A.
: Elettrodinamica classica - Zanichelli
: Classical Electrodynamics, Springer
J.D. Jackson
W. Greiner
J. Schwinger,
K,A. Milton, L.L. Deraad : Classical Electrodynamics, Westview Press
L. Landau
: Teoria classica dei campi - Ed. Riuniti
L. Landau
: Elettrodinamica dei mezzi continui - Ed. Riuniti
