Progr_2001DIPL

UNIVERSITA'
di
BOLOGNA - Facoltà di Ingegneria
PROGRAMMA del Corso di FISICA GENERALE II Anno Accademico 2000-2001
per il Corso di Diploma in Ingegneria dell’Ambiente
(A.Gandolfi)
Interazioni elettriche e magnetiche non dipendenti dal tempo.
La carica elettrica e le sue proprietà. Struttura dell'atomo e della materia. Legge di Coulomb e forze fra le cariche.
Il campo elettrico nel vuoto: legge di Gauss e Potenziale elettrostatico.
Il campo elettrico in presenza di corpi conduttori. La capacità elettrica: Bilanci energetici. L'energia del campo elettrico e di
un sistema di cariche.
La corrente elettrica. L'equazione di continuità e la conservazione della carica. La legge di Ohm, la resistenza elettrica e la
densità di corrente. La resistività dal punto di vista microscopico.
I circuiti elettrici, i generatori di F.e.m. ; bilanci energetici. La legge di Joule; i principi di Kirchhof.
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La teoria della Relatività ristretta: i postulati di Einstein e la simultaneità.
Trasformazioni di Lorentz e conseguenze
(dilatazione dei tempi, contrazione delle lunghezze, composizione delle velocità, ecc). Conservazione dell'impulso. I
tetravettori: l'energia e l'impulso.
Massa ed energia. Trasformazioni dell'impulso e della sua derivata.
Il campo elettrico come osservato da osservatori posti in sistemi di riferimento diversi, in moto relativo.
Legge di Gauss e invarianza della carica. Interazioni fra cariche in moto.
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Il campo magnetico nel vuoto. Forze su cariche in moto e su conduttori percorsi da corrente. L'effetto Hall.
Leggi di Gauss e di Ampère per il campo magnetico.
Il coefficiente di auto e di mutua induzione. Forze fra cariche in moto.
Il campo elettrico e magnetico (campo Elettromagnetico) come osservati da sistemi di riferimento in moto relativo.
Il campo elettromagnetico in condizioni non stazionarie (interazioni dipendenti dal tempo).
L'induzione elettromagnetica e la legge di Faraday. Autoinduzione ed energia del campo magnetico. F.e.m. e correnti
variabili (sinusoidali): cenni sui circuiti elettrici in regime quasi stazionario.
La corrente di spostamento.
Il campo elettromagnetico e la materia.
I dielettrici: i vettori E, D e P.
Proprietà magnetiche della materia: Dia- , Para- , e Ferro-magnetismo: i vettori B, H ed M.
Le equazioni di Maxwell nel vuoto e in presenza della materia (forma differenziale ed integrale delle equazioni del campo).
Le onde.
Onde elastiche in sistemi monodimensionali: equazione differenziale delle onde e sue soluzioni. Velocità di fase. Onde
sinusoidali. Rappresentazione vettoriale delle grandezze sinusoidali. Energia che si propaga per onde. Effetto Doppler.
Onde bi- e tri-dimensionali.
Sovrapposizione di onde, battimenti e velocità di gruppo.
Discontinuità nel mezzo in cui avviene la propagazione e riflessione.
Onde stazionarie. Gli strumenti musicali e la fisica della Musica.
Le onde elettromagnetiche e l'ottica.
Integrazione delle equazioni di Maxwell nel vuoto. Il vettore di Poyntyng e l'energia associata all'onda e.m. Onde di
tensione e di corrente su una linea elettrica. Irraggiamento delle onde e.m. e loro spettro.
Onde e.m. in presenza di materiali isotropi: riflessione, rifrazione, dispersione, diffusione. Il principio di HuygensKirchhof. Le leggi di Snell. Riflessione e rifrazione su superfici piane e sferiche. Ottica geometrica.
Fenomeni di interferenza e coerenza: esperimenti con due e più sorgenti e con lamine sottili.
Fenomeni di diffrazione. Principio di Huygens e propagazione rettilinea della luce nel vuoto.
Diffrazione secondo Fresnel e secondo Fraunhofer. Diffrazione da più fenditure: il reticolo di diffrazione.
L'ottica dei materiali anisotropi: dicroismo e birifrangenza. La polarizzazione della luce.
L'effetto fotoelettrico, l'effetto Compton e il comportamento quantistico della luce.
Cenni di Fisica quantistica
--------------------------------------------Gli argomenti elencati in corsivo verranno più o meno sviluppati, compatibilmente col tempo a disposizione.
Gli argomenti svolti nel Corso sono trattati ampiamente e in modo più che sufficiente nella maggior parte dei testi Universitari di Fisica 2
pubblicati. Se ne ricordano qui alcuni (in ordine alfabetico):
-Alonso Finn: Elementi di Fisica Vol .2 Masson-Addison-Wesley Ed.
-Bobbio-Gatti : Elementi di Elettromagnetismo . Ottica Boringhieri. Torino
-Halliday - Resnick: Fisica 2 . CEA Milano
-L.Lovitch - S. Rosati : Fisica Generale Vol.2 (Elettromagnetismo ed ottica). CEA Milano
Gli stessi Testi presentano raccolte più o meno ampie di esercizi svolti e da svolgere, anche in volumetti separati.
Per argomenti specifici si possono consultare anche:
-Autori vari : La Fisica di Berkeley vol 1, 2 , 3 e 4
-Zanichelli Bologna
-Feynmann - Leighton - Sands : La Fisica di Feynmann
-InterEuropean Editions
-C.Moroni : Lezioni di Elettromagnetismo e Ottica
Pitagora Editrice Bologna
-E.Perrucca : Fisica generale e sperimentale Vol 2 -Utet Torino
-R.Resnick : Introduzione alla Relatività ristretta -CEA Milano
GUIDA alla Risoluzione dei Problemi :
Capiluppi - Giacomelli et alii : Esercizi di Fisica 2 (2 volumi) Ed. CUSL
Focardi : Problemi di Fisica Generale Vol.2 (Elettromagnetismo & Ottica)
Mistura - Sacchetti : Problemi di Fisica: Elettromagnetismo e Ottica
Morosi : Problemi di Fisica II per l’Università
CEA
Milano
Edizioni KAPPA Roma
Ed. Masson - Addison-Wesley(solo elettromagnetismo)
Tartaglia : 300 esercizi svolti di Elettromagnetismo e Ottica -
Ed. Levrotto & Bella - Torino
Durante le lezioni verranno di volta in volta forniti suggerimenti e indicazioni relativi ai testi che si possono consultare.