007/95 - UniNa STiDuE

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.