Programma dettagliato del corso di “Fisica II con laboratorio” Corso di Laurea in Matematica, a.a. 2015/16 Docente: Adriani Oscar Elettrostatica: Fenomenologia della elettrizzazione e definizione operativa della carica elettrica. Legge di Coulomb. Concetto di campo elettrico: Campo elettrico generato da una carica puntiforme e da una distribuzione di cariche. Esempi di calcolo di campi elettrici in casi particolari. Flusso di un vettore e angolo solido. Legge di Gauss e sue applicazioni. Prima equazione di Maxwell in forma differenziale. Moto di particelle in campi elettrostatici. Potenziale elettrico: Potenziale di una carica puntiforme. Potenziale di una distribuzione di cariche. Potenziale del campo di un dipolo. Potenziale di un piano uniformemente carico e del doppio strato. Calcolo del campo elettrico dal potenziale. Seconda equazione di Maxwell per il campo elettrostatico. Energia di una carica in un campo elettrostatico. Equazioni di Poisson e Laplace. Conduttori: Campi elettrici nei conduttori. Schermo elettrostatico e gabbia di Faraday. Campo elettrico sulla superficie di un conduttore. Capacità di un conduttore isolato. Potere delle punte. Sistemi di conduttori. Capacità di un condensatore. Condensatore sferico, cilindrico e a facce piane e parallele. Energia potenziale di un conduttore carico e di un condensatore. Condensatori in serie e in parallelo. Densità di energia del campo elettrostatico. Effetto dei dielettrici sulla capacità (Cenni). Metodo della carica immagine (Cenni). Correnti elettriche stazionarie: Introduzione ai fenomeni stazionari. Intensità di corrente e vettore densità di corrente. Equazione di continuità. Leggi di Ohm e resistività. Relazione tra vettore campo elettrico e vettore densità di corrente. Resistenze in serie e in parallelo, effetto Joule. Generatori di forza elettromotrice e campo elettromotore. Leggi di Kirchhoff e loro applicazioni alle reti lineari. Circuiti CR in regime impulsivo. Generatori reali e ideali di differenza di potenziale e di corrente. Amperometri e voltmetri. Misurazione di resistenze con il metodo voltamperometrico e con il ponte di Wheatstone. Campi magnetici stazionari: Introduzione ai campi magnetici stazionari. Esperimenti di Oersted, Biot Savart e Ampère. Prima legge di Laplace e legge di Ampere-­‐Laplace. Esempi di calcolo di campi magnetici stazionari in casi particolari. Divergenza e rotore di B nel caso stazionario. Legge della circuitazione di Ampere. Corrente di spostamento. Campo magnetico generato da cariche in movimento. Forze e momenti esercitati su circuiti percorsi da corrente immersi in un campo magnetico. Galvanometri. Forza di Lorentz e moto di particelle cariche in campi elettrici e magnetici. Misura del rapporto e/m per l'elettrone. Effetto Hall. Induzione elettromagnetica: Introduzione alla induzione elettromagnetica. Legge di Faraday-­‐Lenz. Equazioni di Maxwell in regime non stazionario. Applicazioni della legge di Faraday al caso di spire in movimento e in rotazione in campi magnetici. Tensione e corrente alternata. Coefficiente di mutua e di auto induzione e loro calcolo in casi particolari. Spettrometro di massa (Cenni). Circuiti LR in regime impulsivo. Circuito oscillante LC. Energia immagazzinata in una induttanza. Rappresentazione simbolica di grandezze sinusoidali. Legge di Ohm generalizzata e impedenza complessa. Calcolo della risposta in frequenza di circuiti con L, C e R. Filtri passa basso e passa alto. Diagramma di Bode e diagramma di fase. Circuiti risonanti (cenni). Onde elettromagnetiche: Equazioni delle onde. Onde piane, sferiche e monocromatiche. Campo E e B per onde piane progressive e regressive. Polarizzazione (cenni). Interferenza e diffrazione (cenni). Attività di laboratorio: Oscilloscopio. Multimetro come misuratore di resistenze, tensioni e corrente continue. Esperienza per le misure in corrente continua. Esperienza per la misura della risposta in frequenza di un filtro CR. Esperienza per la misura di campi magnetici con sonde di Hall. Sito web sulla piattaforma Moodle: http://e-­‐l.unifi.it/course/view.php?id=2366 Testo di riferimento: S. Focardi, I. Massa, A. Uguzzoni Fisica Generale – Elettromagnetismo Casa Editrice Ambrosiana Testo per esercizi: M. Bruno, M. D’Agostino, R, Santoro Esercizi di Fisica _ Elettromagnetismo Casa Editrice Ambrosiana
