476/98 A.A. 1998/99 CORSO DI LAUREA PROGRAMMA DOCENTE UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI TRIESTE INGEGNERIA ELETTRONICA CHIMICA, E DEI MATERIALI FISICA GENERALE II Alessandro MARVIN Elettrostatica (e.s.). La legge di Coulomb. Il campo elettrico E. Campo conservativo. Operatore gradiente (), divergenza () e rotore (x).Teoremi di Gauss e di Stokes. Il caso della sfera caricata uniformemente. L'equazione di Poisson. I1 conduttore perfetto. Soluzione con il metodo delle immagini: piano, sfera. La gabbia di Faraday. Il condensatore: piano, cilindrico e sferico. Collegamento serie-parallelo. L'energia elettrostatica. Dipolo in campo esterno. La conservazione dell'energia. I dielettrici. I vettori E, P e D. Polarizzabilità atomica A e suscettività dielettrica e. Soluzione con il metodo delle immagini. Il potenziale generato da un dipolo. Significato geometrico di P. Energia e.s. dei dielettrici. Correnti stazionarie. Legge di Ohm, modello di Drude. Leggi di Kirchhoff, bilancio energetico e f.e.m.. Collegamento di f.e.m. e resistenze in serie-parallelo. Amperometro e Voltmetro, misura di resistenze con il ponte di Wheatstone. Circuito RC e bilancio energetico. Magnetismo.Il campo B e la forza di Lorentz. Forze su correnti (stazionarie) e su un sistema di spire. Definizione di momento magnetico m. L'effetto Hall. Legge di BiotSavart e circuitazione di Ampére. Soluzioni per simmetria: casi della lastra piana, del filo rettilineo , del solenoide , della spira circolare. Il potenziale vettore A e l’invarianza di gauge. La definizione di Coulomb nel sistema SI. Forza su un momento magnetico in campo esterno e forze fra magneti permanenti. Magnetostatica. I vettori B, M e H. Il potenziale scalare magnetico m(r). La soluzione (esatta) per una sfera ferromagnetica. Le soluzioni (approssimate) con il circuito magnetico e il teorema di Hopkinson. Materiali magnetici. La suscettività magnetica m. La precessione di Larmor. La legge di Curie. La legge di Curie-Weiss. L'elettrodinamica. La legge di induzione di Faraday e la legge di Lenz. Relazioni dei campi tra sistemi di riferimento inerziali. Le equazioni di Maxwell nel vuoto. La gauge di Lorentz e la gauge di Coulomb. Equazione delle onde: onde piane e sferiche. Energia magnetica Umag, energia meccanica Um. Coefficiente di auto e mutua-induzione. Esempi di calcolo della autoinduttanza: caso del solenoide, del toro, del cavo coassiale. I circuiti RL ed RCL. Il bilancio energetico. Le forse fra spire. I1 metodo simbolico per le correnti alternate. Serie e integrale di Fourier. Reattanza capacitiva e induttiva XC, XL e impedenza Z. Valore efficace di correnti e tensioni alternate. Potenza media. Il trasformatore. Filtri. Trasmissione lungo una linea. Le equazioni di Maxwell nei mezzi materiali. Le relazioni costitutive. Teoria della dispersione: modello di Lorentz. La frequenza di plasma. Le costanti dielettriche longitudinale e trasversa L, T. Soluzioni in onde piane nei conduttori. L'impedenza del vuoto. Bilanci energetici. Il vettore di Poynting. Formule di Fresnel. Legge di Snell. Onda 'p' (o TM) e onda 's' (o TE). Angolo di Brewster. L'Ottica geometrica. Il diottro, la lente sottile, la lente spessa e lo specchio: equazioni ed ingrandimento. I sistemi composti. Punti e piani principali e sue proprietà. Punti nodali. Costruzione analitica e grafica dell'oggetto e della sua immagine. L'ingrandimento angolare e gli strumenti ottici: lente, microscopio, telescopio. L'occhio: miopia, ipermetropia, astigmatismo. L'iconale. Il principio di Fermat. Fasci omocentrici. L'iconale angolare. Condizioni di Abbe. Curvatura dei raggi di luce nell'atmosfera. Cenni sulla diffrazione. Principio di Huygens. Interferenza di una fenditura. Il potere risolutivo ed il criterio di Rayleigh. Cenni di fotometria. La brillanza e la legge di Lambert. Definizione di candela e di lumen, quali unità fotometriche. Problemi del sistema inerziale. L'esperimento di Trouton e Noble. L’esperimento di Michelson e Morley. L'aberrazione delle stelle fisse. La formula di Fizeau. L'analisi delle correnit e le equazioni di Maxwell nei mezzi in movimento. I potenziali ritardati: un nuovo significato di c. Le trasformazioni di Lorentz e i gedanken experimente. La trasformazione delle velocità nei sistemi inerziali. I quadrivettori. La trasformazione dei campi E e B e di P ed M. Il quadrimomento e la sua conservazione nei sistemi isolati. Referenze A. M. Marvin, “Elettromagnetismo, Ottica, Relatività”, Edizioni Goliardiche, 1996. A. M. Marvin, "Esercizi svolti di Elettromagnetismo, Ottica, Relatività; Edizioni Goliardiche, 1998.