00Pr_Pag_Vol_2_baby_Layout 1 23/06/11 23:48 Pagina VII INDICE GENERALE Prefazione Ringraziamenti dell’editore Guida alla lettura 1 Legge di Coulomb e campo elettrico 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 Introduzione Carica elettrica e materia Isolanti e conduttori Leggi fondamentali dell’elettrostatica Campo elettrico Calcolo del campo elettrico Linee di forza del campo elettrico Particelle cariche in un campo elettrico uniforme Riepilogo Quesiti Esercizi Problemi 2 Legge di Gauss 2.1 2.2 2.3 2.4 Introduzione Flusso Legge di Gauss Deduzione della legge di Gauss dalla legge di Coulomb 2.5 Uso della legge di Gauss per > la determinazione di E 2.6 Proprietà elettrostatiche di un conduttore Riepilogo Quesiti Esercizi Problemi XI XIII XV 1 4 1 1 3 4 10 11 22 23 26 27 29 32 35 Potenziale elettrico 5 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 Introduzione Energia potenziale elettrica Potenziale elettrico Differenza di potenziale Relazione tra campo e potenziale elettrico Superfici equipotenziali Ancora sulle proprietà elettrostatiche di un conduttore 61 61 64 69 73 78 79 Corrente e resistenza 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 39 61 Introduzione Conduttori, capacità e condensatori Condensatori in serie e in parallelo Energia elettrostatica Proprietà elettrostatiche dei dielettrici Descrizione molecolare dei dielettrici Approfondimenti: cenni di elettrostatica nei dielettrici Riepilogo Quesiti Esercizi Problemi 89 89 89 95 98 102 106 110 112 113 115 118 121 Introduzione Flusso di carica Resistenza e legge di Ohm Modello di Drude per i metalli Conduzione nei semiconduttori Resistenze in serie e in parallelo Amperometri e voltmetri 121 121 126 130 133 137 139 142 143 144 147 Circuiti in corrente continua 149 Riepilogo Quesiti Esercizi Problemi 6 3 Conduttori, capacità e dielettrici 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 35 35 37 44 49 52 53 55 57 81 81 83 86 Riepilogo Quesiti Esercizi Problemi 6.1 Introduzione 6.2 Forza elettromotrice e resistenza interna di una batteria 6.3 Energia elettrica e potenza 6.4 Leggi di Kirchhoff 6.5 Circuiti RC Riepilogo Quesiti Esercizi Problemi 149 149 154 156 163 168 169 170 173 00Pr_Pag_Vol_2_baby_Layout 1 23/06/11 23:48 Pagina VIII VIII j Indice generale 7 177 11.2 Proprietà magnetiche dei materiali: punto 7.1 Introduzione 7.2 Campo magnetico 7.3 Forza agente su un conduttore percorso 177 177 11.3 Punto di vista microscopico: correnti da corrente 7.4 Momento agente su una spira percorsa da corrente > > 7.5 Moto delle cariche in presenza di E e di B 180 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9 Campo magnetico Riepilogo Quesiti Esercizi Problemi 8 Campo magnetico e correnti 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 Introduzione Legge di Biot e Savart Legge di Ampère Applicazioni della legge di Ampère Forza agente tra conduttori percorsi da corrente 8.6 Flusso magnetico e legge di Gauss per i campi magnetici 8.7 Corrente di spostamento e modifica della legge di Ampère Riepilogo Quesiti Esercizi Problemi 9 Induzione elettromagnetica 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 Introduzione Legge di induzione elettromagnetica Forza elettromotrice di movimento Generatori e alternatori Campi elettrici indotti 183 190 198 199 200 203 205 205 211 216 222 224 227 231 232 233 237 239 Riepilogo Quesiti Esercizi Problemi 10 Autoinduzione e mutua induzione 263 Introduzione F.e.m. autoindotte e induttanza Circuiti LR Energia nei circuiti LR Mutua induttanza Trasformatori Riepilogo Quesiti Esercizi Problemi 11 Campi magnetici nella materia 11.1 Introduzione e momenti magnetici atomici, magnetizzazione Diamagnetismo Paramagnetismo Ferromagnetismo > Vettore H intensità del campo magnetico Equazioni generali della magnetostatica Il campo magnetico terrestre 285 Riepilogo Quesiti Esercizi Problemi 287 291 291 293 295 298 301 301 302 303 305 12 Circuiti in corrente alternata 307 205 239 239 244 247 250 256 256 258 261 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 di vista macroscopico 263 263 266 270 274 276 278 279 280 283 285 285 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7 12.8 Introduzione Oscillazioni in circuiti LC Circuito RLC in serie Circuiti puramente resistivi Circuiti puramente capacitivi Circuiti puramente induttivi Circuito RLC in serie con f.e.m. alternata Potenza in un circuito RLC con f.e.m. alternata 307 307 311 315 316 318 320 Riepilogo Quesiti Esercizi Problemi 323 328 329 330 333 13 Onde 337 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6 Introduzione Caratterizzazione delle onde Equazione delle onde Onde armoniche Energia, potenza, intensità di un’onda Fenomeni caratteristici delle onde Riepilogo Quesiti Esercizi Problemi 337 337 344 347 351 356 366 368 370 372 14 Equazioni di Maxwell e onde elettromagnetiche 375 14.1 14.2 14.3 14.4 14.5 14.6 14.7 14.8 Riepilogo Quesiti Esercizi Problemi Introduzione Equazioni di Maxwell Onde elettromagnetiche piane Onde elettromagnetiche Intensità delle onde elettromagnetiche Pressione di radiazione Emissione di onde elettromagnetiche Lo spettro elettromagnetico 375 375 376 382 383 386 390 391 392 393 395 398 00Pr_Pag_Vol_2_baby_Layout 1 23/06/11 23:48 Pagina IX Indice generale j IX A Calcolo differenziale 401 F Tavola periodica degli elementi 416 B Costanti fondamentali 405 G Trigonometria 418 C Proprietà elettriche, magnetiche e ottiche di alcuni materiali H Soluzioni di esercizi e problemi 420 406 I Prove d’esame 444 Calcolo integrale ed equazioni differenziali 409 J Simboli 448 Indice analitico 451 D E Approssimazioni matematiche e formule 415