Fisica: Domandario (in aggiornamento...)

classe quinta - Domandario di Fisica
Il campo magnetico (CM)
1. Come si definisce operativamente il vettore di induzione magnetica?
2. Illustra la legge di Laplace ed applicala per il calcolo del CM nel centro di una spira circolare percorsa da corrente
elettrica.
3. Dopo aver descritto il CM generato da un filo rettilineo percorso da corrente elettrica, calcola la forza tra fili
rettilinei, paralleli e percorsi da corrente elettrica, nei casi in cui i versi delle correnti siano uguali od opposti.
4. Qual è l’unità di misura dell’intensità di corrente elettrica? Come si definisce operativamente?
5. Discuti il CM nei punti dell’asse di una spira circolare percorsa da corrente elettrica.
6. Definisci la circuitazione di un campo vettoriale lungo una linea chiusa ed illustra la legge di Ampere.
7. Discuti il CM generato all’interno di un solenoide percorso da corrente elettrica.
8. Descrivi la forza di Lorentz e discuti il moto di cariche elettriche in presenza di CM (vari casi).
9. Spiega come con l’effetto Hall si individua il segno dei portatori di carica.
10. Descrivi il funzionamento del selezionatore di velocità e collegalo all’esperienza di Thomson ed allo spettrografo di
massa.
11. Spiega il funzionamento del ciclotrone ed il suo limite relativistico.
12. Illustra il funzionamento di un quadrupolo magnetico (lente magnetica) in relazione al suo utilizzo negli accelertori
di particelle
13. [extra] Discuti il comportamento di una spira rettangolare percorsa da corrente elettrica ed immerso in un CM.
14. [extra] Spiega il comportamento dell’elettrone in presenza di un CM perpendicolare alla superficie della sua orbita
di rotazione.
15. [extra] Spiega il diamagnetisno, il paramagnetismo ed il ferromagnetismo.
16. [extra] Descrivi la curva di isteresi magnetica.
Induzione elettromagnetica e corrente alternata
1. Ricava la legge di Faraday-Neumann e spiega il significato della legge di Lenz.
2. Ricava la circuitazione del campo elettrico indotto ed individua le differenze tra quest’ultimo ed il campo elettrico
statico.
3. Descrivi il fenomeno dell’autoinduzione e ricava l’induttanza di una bobina.
4. Cosa si intende per permeabilità magnetica relativa.
5. Descrivi l’andamento della corrente elettrica nelle fasi di apertura e chiusura di un circuito RL.
6. Determina l’energia immagazzinata sotto forma di CM nell’induttore ed illustra il significato di densità di energia
del CM.
7. Illustra il funzionamento dell’alternatore (generatore di corrente alternata).
8. Illustra il funzionamento della dinamo.
9. Spiega il modello della dinamo ad autoeccitazione per il CM terrestre.
10. Cosa si intende per corrente efficace e tensione efficace (eventualmente con calcolo integrale).
11. Spiega il funzionamento di un trasformatore.
12. Cosa si intende per correnti parassite?
13. Descrivi i circuiti elementari in corrente alternata, eventualmente con il metodo dei vettori rotanti.
14. Cosa si intende per reattanza capacitiva e reattanza induttiva.
15. Descrivi il circuito RLC in serie con i vettori rotanti, determinando anche l’impedenza e lo sfasamento tensionecorrente.
16. Spiega il significato della frequenza di risonanza per un circuito RLC.
17. Discuiti la potenza in corrente alternata ed illustra la potenza media in funzione della pulsazione, definendone
anche il fattore di qualità.
18. Descrivi il funzionamento dei filtri passa-alto e passa-basso.
C. Luviner
circuiti in corrente alternata
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Sintesi dell’elettromagnetismo - onde elettromagnetiche (OEM)
1. Spiega perchè la legge di Ampère non è valida nel caso della presenza del condensatore.
2. Definisci la corrente di spostamento ed illustra la legge di Ampère-Maxwell.
3. Scrivi ed illustra le equazioni di Maxwell.
4. Descrivi le funzioni d’onda per i campi elettrici e magnetici di un’OEM; illustra le caratteristiche di un’OEM.
5. Qual è la relazione tra E e B per un’OEM? Deducila, eventualmente, dalla terza equazione di Maxwell.
6. Dimostra che, per un’OEM, la densità di energia di E è uguale a quella di B.
7. Calcola la densità media di energia di un’OEM.
8. Scrivi il vettore di Poynting, come profotto vettoriale, e determina l’intensità media di un’OEM.
9. Scrivi la potenza e l’energia di un’OEM in funzione dell’intensità nedia dell’OEM.
10. Scrivi le espressioni della quantità di moto e della pressione di radiazione per un’OEM.
11. Discuti l’emissione e la ricezione di OEM.
12. Illustra la polarizzazione di OEM con polarazzatori.
13. Illustra la polarizzazione di OEM per riflessione, definisci l’angolo di Brewster.
14. Illustra la diffrazione di OEM attraverso una fenditura.
15. Illustra i criteri di Rayleigh per la risoluzione di una fenfitura e di un foro circolare.
Trasformazioni di Lorentz
1. Descrivi l’esperimento di Michelson-Morley (Feynman)
2. Enuncia i postulati di Einstein della relatività ristretta.
3. Evidenzia come la simultaneità degli eventi sia dipendente dal sistema di riferimento.
4. Scrivi le trasformazioni di Lorentz per le coordinate, eventualmente ricavandole.
5. Ricava le trasformazioni di Lorentz per le velocità.
6. Descrivi la contrazione delle lunghezze e definisci la lunghezza propria.
7. Descrivi la dilatazione dei tempi e definisci il tempo proprio.
Lo spazio tempo
1. Definisci il quadrivettore spazio-tempo e riscrivi le trasformazioni di Lorentz.
2. Definisci l’invariante relativistico spazio-tempo e spiegane il significato.
3. Illustra il piano spazio-tempo di Minkowski e spiega il significato delle limee di universo, in particolare quella della
luce.
4. Spiega come, nel piano spazio-tempo di Minkowski, si costruisce un sistema di riferimento inerziale.
5. Spiega come, nel piano spazio-tempo di Minkowski, la simultaneità sia dipendente dal sistema inerziale.
6. Illustra il procedimento per la costruzione delle scale per gli assi spazio-temporali dei sistemi inerziali nel piano
spazio-tempo di Minkowski.
7. Spiega perchè la geometria nel piano spazio-tempo di Minkowski non è euclidea.
8. Discuti la dilatazione dei tempi nel piano spazio-tempo di Minkowski.
9. Spiega cosa si intende per “paradosso dei gemelli” ed illustralo nel piano spazio-tempo di Minkowski.
10. Spiega il “cono di luce” e cosa si intende per eventi causalmente connessi nel piano spazio-tempo di Minkowski.