Università degli Studi “Roma Tre” - Facoltà di Ingegneria
Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica (classe L8)
Insegnamento di Fisica II (12 cfu)
Programma del corso
-
Equazioni di Maxwell in forma integrale.
-
Teorema della divergenza (o di Green).
-
Teorema di Stokes.
-
Equazioni di Maxwell in forma differenziale (o locale).
-
Concetto di onda: onde meccaniche; onde elettromagnetiche.
-
Deduzione dell’esistenza delle onde elettromagnetiche.
-
Equazione di Helmholtz.
-
Onde piane: equazione di D’Alembert.
-
Velocità di propagazione delle onde elettromagnetiche: indice di rifrazione assoluto di un mezzo
materiale.
-
Onde piane polarizzate linearmente.
-
Onde piane armoniche.
-
Intensità di un’onda elettromagnetica: il vettore di Poynting.
-
Onde sferiche.
-
Quantità di moto e pressione di radiazione.
-
Spettro delle onde elettromagnetiche.
-
Riflessione e rifrazione: legge di Snell; riflessione totale; angolo limite.
-
Dispersione: formula di Cauchy.
-
Prisma: spettrografo a prisma.
-
Principio di Huygens-Fresnel: deduzione delle leggi della riflessione e della rifrazione.
-
Intensità delle onde elettromagnetiche riflesse e rifratte: formule di Fresnel; coefficienti di
riflessione e di trasmissione.
-
Polarizzazione per riflessione: angolo di Brewster.
-
Birifrangenza: lamine di ritardo; dicroismo; legge di Malus; polarizzatori.
-
Birifrangenza elettrica: effetto Kerr; effetto Pockels.
-
Birifrangenza meccanica.
-
Polarizzazione per diffusione.
-
Ottica geometrica: definizioni e convenzioni.
-
Specchi sferici: concavo, convesso, piano.
-
Diottri sferici: concavo, convesso, piano.
-
Lenti semplici: equazione della lente sottile nelle forme di Gauss e di Newton; potere convergente;
ingrandimento trasversale e longitudinale; combinazione di due lenti sottili.
-
Aberrazioni: cromatica, di sfericità, coma, astigmatismo, curvatura di campo, distorsione.
-
L’occhio umano: ipermetropia, miopia, astigmatismo, ingrandimento visuale.
-
Strumenti ottici: lente di ingrandimento; microscopio composto; cannocchiale di Keplero;
cannocchiale di Galileo.
-
Interferenza: legge generale, frange, visibilità.
-
Interferometro di Young.
-
Reticolo di diffrazione: figura di interferenza; dispersione angolare; potere risolutivo secondo il
criterio di Rayleigh.
-
Spettroscopio a reticolo: spettri a righe, a bande e continui; regola di Kirchhoff; diagrammi polari.
-
Interferenza su lamine sottili: metodi di divisione del fronte d’onda e dell’ampiezza; rivestimenti
antiriflettenti; anelli di Newton.
-
Interferometro di Michelson.
-
Diffrazione: condizioni di Fresnel e di Fraunhofer; diffrazione da fenditura rettilinea indefinita;
effetti cromatici; principio di Babinet.
-
Limite di risoluzione delle lenti: potere separatore del microscopio, del cannocchiale e dell’occhio
umano (acuità visiva).
-
Interazione radiazione-materia: potere emissivo; legge di Kirchhoff; corpo nero; legge di StefanBoltzmann; prima e seconda legge di Wien; formula di Rayleigh-Jeans; leggi di Planck.
-
Effetto fotoelettrico: potenziale di arresto; frequenza di soglia; quanti di energia (fotoni).
-
Spettri di emissione e di assorbimento a righe: principio di Rydberg e Ritz; modello di Bohr
dell’atomo di idrogeno; stati quantizzati di energia di atomi e molecole.
-
Amplificazione di radiazione: emissione spontanea, emissione stimolata e assorbimento; inversione
di popolazione; oscillatore laser.
-
Funzione di riga: riga lorentziana; metodi per ottenere oscillazione su un singolo modo; etalon di
Fabry-Perot.
-
Fasci gaussiani di ordine zero: lunghezza di Rayleigh; spot-size; raggio di curvatura; anomalia di
fase.
-
Risonatori ottici: modi del risonatore; parametri g e condizione di stabilità per la cavità; risonatori
simmetrici (confocale, a grande raggio, sferico o concentrico, emisferico o semisferico).
-
Onde materiali: relazione di De Broglie; esperimento di Davisson e Germer; principio di
complementarietà di Bohr; principio di indeterminazione di Heisenberg; funzione d’onda;
equazione di Schrödinger.
