FISICA GENERALE III
12 Giugno 2012
1) Un solenoide rettilineo ha lunghezza D = 50 cm, raggio R = 1 cm, è
costituito da N = 400 spire ed è percorso da una corrente I = 2 A.
Trattando il solenoide come ideale, calcolare:
a) Il modulo del campo magnetico B all’interno del solenoide;
b) L’autoflusso;
c) Il coefficiente di autoinduzione L del solenoide;
d) Il modulo della f.e.m indotta nel solenoide se la corrente varia nel
tempo con legge I(t) = I0 + kt, con I0 = 2.0 A e k = 150 A/s.
2) Si consideri un’onda elettromagnetica piana armonica polarizzata
rettilineamente che propaga nel vuoto lungo l’asse x (x>0, onda
progressiva). Il vettore campo elettrico forma con il piano (x,y) un
angolo α = 30° e ha ampiezza E0 = 104 V/m. La pulsazione dell’onda
vale ω = 4.7 1015 rad/s.
a) Calcolare la frequenza ν, il numero d’onde k, l’ampiezza del campo
magnetico B0;
b) Scrivere la funzione d’onda per il campo elettrico e per il campo
magnetico;
c) Calcolare l’intensità totale trasportata dall’onda e le intensità
trasportate dalle componenti lungo gli assi y e z.
3) Un puntatore laser irraggia una potenza P = 3 mW, con un fascio di
diametro d = 2 mm. Calcolare:
a) L’intensità della radiazione emessa dal puntatore laser;
b) Il valore medio della pressione di radiazione esercitata dal fascio su
una superficie piana i) perfettamente assorbente, ii) perfettamente
riflettente, se l’angolo fra la direzione del fascio e la normale alla
superficie è α = 30°.
Si svolga a scelta e in maniera concisa uno dei seguenti temi:
A) La corrente di spostamento (nel vuoto): dalla legge di Ampère alla legge di
Ampère-Maxwell. 1) Discutere perché è stata introdotta da Maxwell la corrente di
spostamento; 2) Definire intensità e densità di corrente totale generalizzata; 3)
Ricavare e commentare la legge di Ampère-Maxwell (forma integrale e forma
locale).
B) Dopo aver introdotto il concetto di condensatore e di capacità di un
condensatore, si descriva il processo di carica di un condensatore attraverso un
resistore: equazione del circuito, andamento temporale dell’intensità di corrente e
della carica sulle armature, energia elettrostatica immagazzinata, bilancio
energetico. Si discuta anche perché è lecito porsi nell’approssimazione di corrente
“quasi stazionaria” (lentamente variabile nel tempo).
