Diapositiva 1 - INFN

CORSO DI FISICA GENERALE II per la Laurea in chimica
Prof. Lorenzo Fortunato
Dip. di Fisica e Astronomia “G.Galilei”
- stanza 354
Via Marzolo,8 – I-35131
PADOVA
049-8277217
[email protected]
www.pd.infn.it/~fortunat/teach.html
Ricevimento: mercoledì pomeriggio dopo le 17:00
Pagina web
PRELIMINARI di MATEMATICA ASSOLUTAMENTE NECESSARI :
Se ti accorgi di non avere sufficiente maestria in uno degli argomenti elencati,
allora è tuo preciso dovere riparare:
• Aritmetica/Algebra (polinomi, potenze, semplificazioni, radicali, logaritmi,
proprietà)
• Trigonometria (sin, cos, tan, funz.inverse, radianti/gradi, angoli notevoli)
• Geometria Piana e solida (teoremi sui triangoli, aree e volumi)
• Derivate e Integrali (delle principali funzioni, tecniche di calcolo, proprietà)
• Calcolo Vettoriale (somma, sottrazione, prodotto scal. e vett., gradiente, etc.)*
• Limiti delle principali funzioni
• Sviluppi in serie di Taylor
• Sistemi di coordinate (cartesiane in 2D e 3D, polari, sferiche)
* Questo è l’unico tema che, in parte, affronteremo a lezione.
PRELIMINARI di FISICA ASSOLUTAMENTE NECESSARI :
Se ti accorgi di non avere sufficiente maestria in uno degli argomenti elencati,
allora è tuo preciso dovere riparare:
• Saper invertire le formule!!
• Saper convertire le unità di misura!! Conoscere le unità di misura del SI.
• Ricordarsi le leggi principali della cinematica (moti uniforme ed accelerato),
dinamica (forze), leggi di conservazione della q. di moto, dell’energia e del
momento angolare. Concetto di potenziale e forze conservative.
• Ricordarsi le principali grandezze (velocità, accelerazione, energia, lavoro,
forza, momento,…) e saper fare l’analisi dimensionale.
PROGRAMMA:
in [] argomenti che non tratteremo in dettaglio
Elettricità e correnti elettriche. Legge di Coulomb. Campo elettrico. Potenziale
elettrico di una carica e di una distribuzione di cariche. Dipolo elettrico. Induzione
elettrostatica. Conduttori, isolanti. Teorema di Gauss. Condensatori. Dielettrici.
Correnti elettriche. 1a e 2a Legge di Ohm. Resistenze. Legge di Joule. Circuiti
RC. Legge di Ohm della conduzione. Teoria cinetica della conduzione. Velocità di
deriva. Funzionamento dell’acceleratore elettrostatico e dello spettrometro di
massa.
Magnetismo. Campo magnetico, magneti, calamite. Forza di Lorentz. Legge di
Biot e Savart. Spira percorsa da corrente. Bobina. Momento di dipolo magnetico.
Dipolo magnetico in campo magnetico. Teorema di Ampere. Forza di Laplace, e
forza tra fili paralleli. Elettromagnetismo. Legge di Faraday. Induttanza. Proprietà
magnetiche della materia: paramagnetismo, diamagnetismo, ferromagnetismo.
Trasformatore. Campi elettromagnetici indotti. Corrente di spostamento.
Equazioni di Maxwell per l'elettromagnetismo.
Onde ed Ottica. Onde meccaniche: concetto di campo ondulatorio, onde
longitudinali e trasversali. Soluzione delle eq.ni di Maxwell nel vuoto. Legge di
Snell. Coefficienti di riflessione e di trasmissione. Riflessione totale. Dispersione
della luce. Principio di Huygens. Ottica geometrica e ottica fisica. [Diottro].
Interferenza. Diffrazione. Esperimento di Young.
L’importanza di FISICA II per i CHIMICI:
• Elettrostatica: in atomi, molecole, ioni, particelle
• Elettrodinamica: correnti elettriche nei metalli, nei gas, nei liquidi, elettrolisi,
Pile e batterie, circuiti
• Magnetismo: proprietà dei materiali, fisica-chimica, spettrometro di massa
• Elettromagnetismo: luce visibile, IR, UV, microonde sono tutti metodi
d’indagine chimica! Laser, Maser, spettroscopia molecolare ed atomica
• Ottica fisica: vedi sopra, apparati sperimentali con prismi, reticoli di
diffrazione, etc.
• Proprietà di risposta alla radiazione elettromagnetica.
• Altro: semiconduttori
TESTI:
- Mazzoldi, Nigro, Voci “Elementi di Fisica- Elettromagnetismo” – EdiSES
- Mazzoldi, Nigro, Voci “Fisica – vol.II – Elettromagnetismo e Onde” – EdiSES
- Halliday, Resnik, (Walker) “Fundamentals of Physics” - Wiley
- Young, Freedman, Ford «Principi di Fisica», Pearson
Esercizi:
- Collana Schaum: «Fisica Generale» e «Fisica per ingegneria e scienze»
- L.Fortunato – «Come affrontare i corsi di Fisica Generale..» – G.E.L’Espresso
- Ahmad A.Kamal – «1000 Problemi svolti in Fisica Classica» - Ed. Piccin
Seconda edizione:
Prezzo di vendita €
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Risparmi: €
Didattica e dispense
2a edizione 2015
Formato 15x23 - Copertina Morbida bianco e nero
www.ilmiolibro.it
Gruppo Editoriale L’Espresso
Feltrinelli
Internet
• www.consorzionettuno.it
Consorzio NETTUNO : corso di Fisica II dei
proff. Allia e Rasetti (Video lezioni)
• hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
• Da quest’anno esercizi online
Schoology.com (sperimentazione)
ESAMI e VALUTAZIONE:
Ci si attiene scrupolosamente al regolamento di ateneo, alle disposizioni del CcS
e alle regole del sito UniWeb.
APPELLI SCRITTI :
- Appelli: 2 domande di teoria (~ 10 punti) e 2-3 esercizi (~ 20 punti).
- Chi vuole può integrare con un orale (1-2 domande)
- L’appello è seguito dalla correzione del compito, eventuale esame orale e dalla
REGISTRAZIONE. La partecipazione a questa fase fa parte del corso. Chi non
potesse venire a registrare il voto DEVE avvisare (email/telefono). Sono allo
studio contromisure per chi non si presenta e non si giustifica (diminuzione di un
punto del voto?).
Chiarissimi professori,
dal 22 agosto sarà attiva in Uniweb la nuova modalità di rifiuto del
voto come da delibera n. 62 del Senato Accademico del 03/05/2016.
Come già comunicato, dal prorettore alla didattica Prof.ssa Mapelli,
in data 6 giugno 2016 prot. 166882, si ricorda che la nuova modalità
prevede:
•
Silenzio assenso da parte dello studente
•
7 giorni per rifiutare il voto
•
Verbalizzazione di tutti gli studenti superati i 7 giorni
•
Possibilità di verbalizzazioni anticipate con sblocco da
parte della segreteria didattica.
ESAMI e VALUTAZIONE:
LINEE GUIDA
• Nelle domande teoriche: DEVI essere sintetico, ma esaustivo. Scrivere tanto non
aiuta a prendere un bel voto, bisogna scrivere giusto.
• Nella soluzione dei problemi: DEVI essere sintetico nelle parti testuali, ma
rispondere a tutte le richieste del problema.
PER FARE BENE UN PROBLEMA:
• leggere e rileggere
• elencare i dati
• fare un disegno/diagramma decente, se le circostanze lo richiedono
• essere ordinato (CALLIGRAFIA: se non riesco a leggere non valuto! Stare calmi
e usare lo stampatello se necessario) e sintetico (non è una prova di italiano)
• non fare errori di ortografia (anche se non è una prova di italiano)
• non fare banali errori di calcolo o dimenticare le unità di misura. Spesso un
bell’esame prende un brutto voto per la fretta o perché non si è ricontrollato un
conto!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
• la CALCOLATRICE NON è ammessa. Se non si è capaci di fare moltiplicazioni
e divisioni è meglio cambiare facoltà o imparare a farle.
Immagini di supporto alla didattica
Insegnamento di Fisica Generale II
C.L. Chimica
A.A. 2017/18
L.Fortunato
Le trasparenze non sostituiscono i libro di testo o gli appunti, hanno solo scopo
illustrativo.
Campo Scalare (Es.:Temperatura )
Campo Vettoriale (Es.: Venti)
Esempio di
gradiente
Meccanismo formazione fulmini
Compensatore, ovvero
condensatore variabile (vecchie
radio)
Condensatori di vari tipologie
Heike Kamerlingh Onnes
(1853 – 1926) Dutch
Codice di colori
delle resistenze:
1.Numero
2.Numero
3.Moltiplicatore
4.Tolleranza
Reostato a cursore
(1900)
Resistenze standard
Resistenze miniaturizzate
per circuiti stampati
Magnetite ->
ERRORE: NON SONO
LINEE DI FORZA,
SONO LINEE DI
CAMPO!!!!
Ferrofluidi (liquidi oleosi con una
sospensione di particelle
ferromagnetiche)
Spostamento del Polo Sud
magnetico (che si trova vicino
al Nord geografico) e ...
Spostamento del polo Nord
magnetico (che si trova
nell’Antartico!)
Aurora Borealis - Aurora Australis
Da google
Spettrometro di massa:
serve a separare
particelle con un diverso
rapporto di massa e
carica. Si usa per analisi
qualitative e quantitative
della composizione
atomica di un campione.
Levitazione diamagnetica (grafite pirrolitica o
bismuto)
Il campo elettromagnetico: onda piana trasversale
E(r,t) = E0 sin(kr-t)
onda piana
•=kv, con k che è detto numero d’onda
•k=2/ dove  è la lunghezza d’onda
•E0 è l’ampiezza dell’onda
•T=2/
•f=v velocità dell’onda
E(r,t) = E0/r sin(kr-t)
onda sferica
•Si propaga da una sorgente puntiforme
•Si «allarga» nel tempo e nello spazio,
diminuendo di intensità