A.A. 2014/2015 Corso di Laurea Triennale in Chimica e Chimica

A.A. 2014/2015
Corso di Laurea Triennale in
Chimica e Chimica Industriale
Fisica 2
Codice SCC0009
Enrico Brambilla
CFU
SSD
Lezioni
(ore)
Esercitazioni
(ore)
6
FIS/03
40
8
Laboratorio
(ore)
Anno
II
Lingua
Italiano
Obiettivi dell’insegnamento e risultati di apprendimento attesi
Obiettivo principale del corso è di fornire agli studenti una conoscenza dei fondamenti
dell'elettromagnetismo.
Prerequisiti
Conoscenze di base di analisi matematica: funzioni, derivate, integrali e utilizzo dei
vettori. Gli studenti di Matematica devono avere conseguito l’esame di Fisica 1.
Contenuti e programma del corso
1. Forze elettrici e campi elettrici (8 ore)
- Legge di Coulomb. Definizione del campo elettrico e delle linee di forze.
- Campo elettrico generato da distribuzioni discrete e continue di cariche. Esempio del
dipolo elettrico. Anello, disco e piano carichi uniformemente.
- Dimostrazione e applicazioni del teorema di Gauss.
- Descrizione del moto di una carica in un campo elettrico uniforme.
- Proprietà dei conduttori in equilibrio elettrostatico. La gabbia di Faraday
2. Potenziale elettrico e capacità (8 ore)
- Definizione del potenziale elettrico. Relazione tra il campo e il potenziale elettrico.
Energia potenziale di un sistema di cariche a riposo.
- Condensatori e definizione di capacità. Calcolo esplicito della capacità per i
condensatori a simmetria piana, sferica e cilindrica.
- Energia immagazzinata da un condensatore e definizione dell'energia del campo
elettrico.
- Condensatori inseriti in un circuito in serie e in parallelo.
- Condensatori in presenza di un materiale dielettrico tra le armature – discussione
qualitativa.
3. Corrente e circuiti a corrente continua (6 ore)
- Definizione di corrente elettrica. Modello microscopico elementare della conduzione
elettrica.
- Resistenza e legge di Ohm. Energia e potenza elettrica.
- Resistenze in serie e in parallelo. Forza elettromotrice. Leggi di Kirchkoff per l'analisi
dei circuiti a corrente continua.
- Carica e scarica di un condensatore (circuito RC).
4 Campi Magnetici costanti nel tempo (10 ore)
- Definizione di campo magnetico. Forza di Lorentz.
- Moto di una carica in un campo magnetico uniforme. Esempio dello spettrometro di
massa.
- Forza magnetica su un filo conduttore percorso da corrente. Coppia di forze su una
spira
percorsa da corrente. Analogie con il dipolo elettrico. Il galvanometro.
- Legge di Biot-Savart. Calcolo del campo magnetico generato da un filo rettilineo e da
una spira circolare percorsi da corrente. Forza di interazione magnetica tra due fili
percorsi da corrente.
- Proprietà magnetiche della materia. Cenni al momento magnetico atomico e alla sua
quantizzazione.
- Teorema di Ampere e applicazioni a casi particolari. Campo magnetico generato da
un solenoide.
- Effetto Hall in un conduttore percorso da corrente.
5 Campi magnetici variabili nel tempo (8 ore)
- Esperimenti sui campi magnetici variabili nel tempo. Legge dell'induzione di Faraday
e legge di Lentz.
- Forza elettromotrice indotta dinamicamente: esempi specifici.
- Relazione tra forza elettromotrice indotta e campi elettrici.
- Forza elettromotrice autoindotta. Autoinduttanza di un circuito. Circuiti RL.
6 Equazioni di Maxwell e propagazione delle onde elettromagnetiche (8 ore)
- Corrente di spostamento e teorema di Ampère generalizzato. Equazioni di Maxwell
nel vuoto
- Propagazione delle onde elettromagnetiche nel vuoto. Scoperte di Hertz e
produzione di onde elettromagnetiche tramite un antenna. Trasporto di energia e
pressione di radiazione.
Tipologia delle attività didattiche
Lezioni frontali alla lavagna. Utilizzo occasionale di trasparenze.
Testi e materiale didattico
- Appunti delle lezioni fornite dal docente.
- Testi di riferimento consigliati:
Halliday, Resnick, Walker, Fondamenti di Fisica, (Capitoli 22 -32)
Casa editrice Ambrosani.
Serway, Principi di Fisica, Volume 2, EdiSES (capitoli 19-24)
Modalità di verifica dell’apprendimento
L’esame consiste in una prova scritta finale e in un colloquio orale. Lo scritto ha lo
scopo di verificare la capacità dello studente di risolvere problemi elementari di
elettromagnetismo simili a quelli svolti durante le ore di esercitazioni ed il suo
superamento è condizione necessaria per l'ammissione alla prova orale. La prova orale
consiste in una verifica approfondita delle conoscenze teoriche acquisite dallo studente
durante il corso.
Orario di ricevimento
Martedi e Giovedi (previo appuntamento telematico).
Calendario delle attività didattiche
Collegamento ipertestuale alla pagina degli orari e sedi del CdS
Appelli d'esame
Collegamento ipertestuale alla bacheca appelli