16 Febbraio 2012

FISICA GENERALE 2
16 Febbraio 2012
1) Una sfera di raggio R =10 cm possiede una carica Q = 3µC distribuita con
densità volumetrica ρ(r) = a(1-r2/R2), dove a è una costante e 0 ≤ r ≤ R. Calcolare:
a) Il valore di a;
b) L’energia cinetica minima (in keV) che deve possedere un protone per poter
raggiungere la superficie della sfera carica se inizialmente si trova a distanza
infinita dalla sfera stessa.
2) Una spira circolare di raggio R = 8 cm è percorsa da una corrente di
intensità i = 0.2 A. Il versore ortogonale al piano della spira, concordemente
orientato con la corrente secondo la regola della vite destrogira, è uN = 0.6 ux –
0.8 uy. La spira è posta in un campo magnetico uniforme B = Bxux + Bzuz con
Bx = 0.25 T e Bz=0.30 T. Calcolare:
a) Il momento magnetico della spira, in modulo e in notazione vettoriale;
b) Il momento torcente che agisce sulla spira, in modulo e in notazione
vettoriale.
3) 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 Ѳ = 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.
Si svolga a scelta e in maniera concisa uno dei seguenti temi:
A) Campo magnetico generato nel vuoto da correnti stazionarie: Legge di BiotSavart, Prima Legge Elementare di Laplace, Legge di Ampère-Laplace.
B) La pressione di radiazione. Si consideri un’onda elettromagnetica piana
che incide su una superficie piana e si analizzino i seguenti casi: incidenza
normale e incidenza obliqua su una superficie i) perfettamente assorbente, ii)
perfettamente riflettente, iii) con coefficiente di riflessione α. Si generalizzi al
caso di radiazione incidente isotropa.