Programma di Fisica II-Biomedica

Programma di Fisica II-Biomedica A.A. 2007-2008
Libro consigliato: Mazzoldi-Nigro-Voci,
Elementi di Fisica-Elettromagnetismo.
Ed. EdiSES
Elettrostatica nel Vuoto:
Carica elettrica. Legge di Coulomb. Unità di misura delle cariche. Campo elettrostatico e principio di sovrapposizione.
Densità di carica. Teorema di Gauss. Teorema della divergenza*. Prima equazione di Maxwell*. Lavoro della forza
elettrica Potenziale elettrostatico. Energia potenziale. Dipolo elettrico. Azioni meccaniche su dipoli elettrici in un
campo elettrico esterno. Energia potenziale di un dipolo elettrico. Teorema di Stokes * e circuitazione del campo
elettrico.
Sistemi di conduttori e campo elettrostatico:
Campo elettrostatico e distribuzioni di carica nei conduttori. Teorema di Coulomb. Induzione elettrostatica. Schermo
elettrostatico e potere delle punte. Capacità elettrica di un conduttore. Condensatore elettrostatico. Sistemi di
condensatori in serie e in parallelo. Energia del campo elettrostatico. Densità di energia elettrostatica. Problema
generale dell'elettrostatica. Terza legge di Maxwell nel caso stazionario*.
Elettrostatica in presenza di dielettrici:
La costante dielettrica. Interpretazione microscopica della polarizzazione elettrica. Polarizzazione per deformazione.
Vettore di polarizzazione elettrica. Relazione tra la densità di cariche di polarizzazione e il vettore di polarizzazione*.
Vettore spostamento Elettrico .Equazioni dell' elettrostatica in presenza di dielettrici. Condizioni di raccordo alla
superficie di dielettrici.
Corrente elettrica stazionaria:
Corrente elettrica. Densità di corrente ed equazione di continuità della corrente. Modello di Drude per la conducibilità
elettrica. Resistenza elettrica e legge di Ohm. Legge di Joule. Forza elettromotrice. Circuiti in corrente continua.
Circuiti percorsi da corrente quasi stazionaria. Carica e scarica di un condensatore su una resistenza.
Fenomeni magnetici stazionari nel vuoto:
Forza di Lorentz e vettore induzione magnetica. Azioni meccaniche su circuiti percorsi da corrente stazionaria in un
campo magnetico esterno. Momento magnetico di una spira percorso da corrente. Campo magnetico prodotto da una
corrente (legge di Laplace). Leggi di Biot e Savart. Campo magnetico generato da una spira e da un solenoide. Seconda
equazione di Maxwell*. Teorema della circuitazione di Ampere. Legge di Gauss per il campo magnetico. Effetto Hall*.
Quarta equazione di Maxwell nel caso stazionario*. Interazioni fra circuiti percorsi da corrente. Magnetismo nella
material*
Polarizzazione magnetica*. Equazioni fondamentali della magnetostatica in presenza di materia*. Proprietà
macroscopiche dei materiali dia- Para- e ferro- magnetici*.
Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo.:
Induzione elettromagnetica. Legge di Faraday-Neumann. Terza equazione di Maxwell nel caso non stazionario* e legge
di Lenz . Corrente di spostamento. Quarta equazione di Maxwell nel caso non stazionario*. Il fenomeno dell'
autoinduzione magnetica e coefficiente di autoinduzione. Forza elettromotrice autoindotta. Coefficiente di mutua
induzione. Analisi energetica di un circuito RL. Energia magnetica. Circuito LC.
Onde elettromagnetiche:
Considerazioni introduttive. Equazioni delle onde. Onde elettromagnetiche piane. Velocità delle luce. Densità di energia
del campo elettrico e del campo magnetico. Spettro delle onde elettromagnetiche. Energia ed intensità delle onde
elettromagnetiche. Vettore di Poynting.
(*) Argomenti trattati in modo qualitativo.