Fisica II - Parte 1: Elettrostatica
(lezioni da 1 a 3)
Indice delle slides del corso federica.eu/c/fisica_ii
Gli argomenti trattati nelle slides indicate con un asterisco possono essere considerati
degli "approfondimenti" e pertanto possono essere omessi dallo studente che vuole
sviluppare un programma di "Fisica Generale". Potranno essere presi in considerazione
solo in una successiva fase qualora abbia necessità di approfondire tali aspetti specifici.
Si deve comunque tener presente che non si tratta di due gruppi di slides tra loro
separati, per cui potrebbe essere necessario almeno leggere alcune delle slides del
gruppo con asterisco per meglio comprendere le informazioni fornite nelle altre slides.
É inoltre opportuno ascoltare le “introduzioni” a ciascuna lezione inserite sotto forma di
“video” nella prima slide di ciascuna unità.
Lezione 1. Forze e campi elettrici nel vuoto
= Unità 1 - Le basi dell'elettrostatica
Le basi fenomenologiche dell'elettrostatica
Carica elettrica, densità di carica
Misure ed esperimenti quantitativi
Le leggi fondamentali dell'elettrostatica
La forza di Coulomb
Il principio di sovrapposizione
La legge di conservazione della carica elettrica
La quantizzazione della carica
Distribuzioni discrete o continue di cariche elettriche
= Unità 2 - Campo elettrico e teorema di Gauss
Cariche sorgente e carica di prova
Il campo elettrico
Campo elettrostatico e campo elettromotore
Linee di campo
Superficie orientata e flusso di un campo vettoriale
Teorema di Gauss: enunciato
Teorema di Gauss: dimostrazione (notazioni)
Teorema di Gauss: dimostrazione (flusso ed angolo solido)
Teorema di Gauss: dimostrazione (carica esterna)
Teorema di Gauss: dimostrazione (carica interna)
= Unità 3 - Potenziale scalare, energia elettrostatica, lavoro
Forza conservativa e campo conservativo
Il campo elettrostatico è conservativo
Energia potenziale e potenziale
Il potenziale scalare di una distribuzione di cariche elettriche
Dal campo elettrico alla differenza di potenziale
Unità di misura SI per campo elettrico e potenziale scalare
Dalla differenza di potenziale al lavoro
Superfici equipotenziali
Energia elettrostatica di una distribuzione di cariche puntiformi (1 di 2)
Energia elettrostatica di una distribuzione di cariche puntiformi (2 di 2)
Energia elettrostatica di una distribuzione continua di cariche
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Lezione 2. Formulazione differenziale, approfondimenti ed applicazioni
= Unità 1- Formulazione differenziale dell'elettrostatica
L’operatore “gradiente”
L’operatore “gradiente”: notazioni
L’operatore “gradiente”: significato geometrico e fisico
Dal potenziale scalare al campo elettrico (derivata direzionale)
Dal potenziale scalare al campo elettrico (gradiente)
Flusso e divergenza di un campo vettoriale
Divergenza e teorema di Gauss in forma differenziale
Circuitazione e rotore di un campo vettoriale
Il rotore del campo elettrostatico
* Equazioni di Poisson e di Laplace
= Unità 2 - Distribuzioni a carica nulla e momento di dipolo elettrico
Distribuzione a carica totale nulla: il dipolo elettrico
Il momento di dipolo elettrico
Il potenziale di dipolo
Il campo di dipolo
Il momento meccanico che agisce su di un dipolo elettrico
Energia elettrostatica di un dipolo
* Forza risultante agente su di un dipolo
= Unità 3 - Distribuzioni simmetriche e teorema di Gauss
Teorema di Gauss: osservazioni
Distribuzioni di cariche a simmetria sferica
Osservazioni sulle distribuzioni di cariche a simmetria sferica
Filo rettilineo infinito uniformemente carico
Osservazioni sulle distribuzioni di cariche a simmetria cilindrica
Superficie piana uniformemente carica
Osservazioni sul campo di una superficie piana uniformemente carica
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Lezione 3. I conduttori e la capacità elettrica
= Unità 1 - I conduttori in elettrostatica
Caratteristiche generali dei conduttori
I conduttori sono equipotenziali
Il campo elettrico è nullo all’interno dei conduttori
Distribuzione delle cariche elettriche in un conduttore
Teorema di Coulomb (enunciato)
Teorema di Coulomb (dimostrazione)
Induzione elettrostatica (tubo di flusso)
Induzione elettrostatica (induzione completa)
= Unità 2 - Capacità elettrica e condensatori
Capacità di un conduttore isolato
Il condensatore
Il condensatore piano
Energia immagazzinata in un condensatore
Densità di energia associata al campo elettrico
Il condensatore come elemento circuitale
Condensatori in parallelo e capacità equivalente
Condensatori in serie e capacità equivalente
Capacità equivalente (esempi)
= Unità 3 - Conduttori: esempi ed applicazioni
Induzione elettrostatica (elettrizzazione per induzione)
* Potere delle punte
Conduttore cavo (considerazioni qualitative)
Conduttore cavo con cariche nella cavità
* Conduttore cavo (Problema di Dirichlet)
Schermo elettrostatico o “Gabbia di Faraday”
Il condensatore sferico
Il condensatore cilindrico
Condensatori con dielettrico
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