FISICA GENERALE 1-B PER IL CORSO DI LAUREA IN FISICA
Programma del corso tenuto dal Prof. A. Santroni nell’A. A. 2003-04.
1- Elettrostatica nel vuoto
Elettrizzazione; cariche positive e negative. Legge dir Coulomb. Conservazione della carica
elettrica. Definizione operativa del campo elettrico E0 . Linee di forza del campo elettrico.
Calcolo del campo elettrico generato da cariche puntiformi e da distribuzioni di carica
continue. Teorema di Gauss e sue applicazioni. Formulazione differenziale del teorema di
Gauss, l’operatore nabla e la divergenza. Conservatività del campo elettrostatico;
potenziale elettrico; calcolo nel caso di cariche puntiformi e di distribuzioni continue;
relazione tra potenziale elettrico e campo elettrico, l’operatore nabla e il gradiente; calcolo
del potenziale elettrico generato da distribuzioni di carica discrete e continue. Espressione
del gradiente in coordinate polari; gradiente e derivate direzionali; linee di forza e superfici
equipotenziali. Irrotazionalità del campo elettrostatico. Potenziale e campo elettrico generati
da un dipolo elettrico. Energia potenziale di un dipolo in un campo elettrico. Azioni
meccaniche di un campo elettrico su un dipolo elettrico.
2-Conduttori e campo elettrostatico
Campo elettrostatico e distribuzione di carica nei conduttori. Campo elettrico nelle vicinanze
di un conduttore carico. Schermo elettrostatico. Potere disperdente delle punte. Capacità di
un conduttore. Condensatori, capacità; calcolo della capacità del condensatore sferico,
piano, cilindrico. Capacità equivalente di condensatori in serie ed in parallelo.
Energia e densità di energia del campo elettrico. Azioni meccaniche di natura elettrostatica
sui conduttori. Cenni al problema generale dell’elettrostatica.
3-Elettrostatica in presenza dei dielettrici
La costante dielettrica. Cariche di polarizzazione; interpretazione microscopica,
polarizzazione per deformazione e orientamento; il vettore intensità di polarizzazione e sue
relazioni con le cariche di polarizzazione. Il vettore spostamento elettrico. Leggi fondamentali
dell’elettrostatica in presenza di dielettrici. Condizioni ai limiti nel passaggio da un dielettrico
ad un altro; legge di rifrazione delle linee di forza del campo elettrico. Definizione operativa
del campo elettrico nei dielettrici. Rigidità dielettrica.
4-Corrente elettrica stazionaria
Velocità di deriva dei portatori di carica e campo elettrico nei conduttori. Intensità di
corrente, densità di corrente elettrica e loro relazione. Equazione di continuità della corrente
elettrica in forma integrale e differenziale.
Leggi di Ohm. Effetto Joule. Legge di Ohm in forma locale.
Generatori di differenza di potenziale, forza elettromotrice e campo elettromotore; resistenza
interna; alcuni esempi. Resistenze equivalenti a resistenze in serie e in parallelo. Legge di
Ohm generalizzata. Leggi di Kirchhoff. Teorema di Thevenin (enunciato).
Correnti quasi stazionarie; carica e scarica di un condensatore.
Strumenti per la misura di correnti, differenze di potenziale e resistenze.
5-Magnetismo nel vuoto
Correnti elettriche e magneti permanenti come
sorgenti dei fenomeni magnetici.
Definizione
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r
operativa del vettore induzione magnetica B0 . Forza esercitata dal campo B0 su un circuito
percorso da corrente, seconda formula di Laplace. Forza di Lorentz e sue applicazioni.
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Campo B0 generato da un circuito percorso da corrente, prima formula di Laplace e sue
r
applicazioni. Campo B0 generato da una carica in movimento.
r
Proprietà fondamentali del campo B0 in forma integrale e differenziale. Potenziale magnetico
r
scalare. Calcolo del campo B0 generato da circuiti percorsi da corrente, legge di BiotSavart, campo di un solenoide.
Teorema di equivalenza di Ampère tra una spira percorsa da corrente e un ago magnetico.
Forza tra circuiti percorsi da corrente. Definizione dell’unità di misura della corrente
elettrica.
Effetto Hall e sue applicazioni.
6-Induzione elettromagnetica
Legge di Faraday-Neumann-Lenz. Origine della forza elettromotrice e del campo
elettromotore indotti. Espressione differenziale della legge Faraday-Neumann-Lenz.
Coefficiente di autoinduzione e di mutua induzione. Extracorrente di chiusura e apertura di
un circuito RL.
Densità di energia del campo magnetico.
Applicazioni della legge di Faraday-Neumann-Lenz.
7-Equazioni di Maxwell nel vuoto
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Analisi dell’insieme delle principali leggi dei campi E0 e B0 e necessità di introdurre la
corrente di spostamento.
Equazioni di Maxwell in forma integrale e differenziale.
Per la preparazione agli esami:
-A. Santroni:
Appunti di fisica generale I
(Copia delle trasparenze utilizzate per le lezioni)
-C. Mencuccini e V. Silvestrini
Elettromagnetismo e Ottica
Liguori Editore
