A.A. 2013/14 Corso di Laurea in Fisica L30 Elettromagnetismo (Mod I) Codice SCC0131 Alberto Parola CFU SSD Lezioni Esercitazioni Laboratorio (ore) (ore) (ore) 6 FIS/03 48 Anno I Lingua Italiano Obiettivi dell’insegnamento e risultati di apprendimento attesi Il modulo si propone di illustrare i fenomeni di carattere elettrostatico e magnetostatico, di introdurre il concetto di campo elettrico e magnetico e la loro descrizione matematica. Lo studente dovra' acquisire la capacita' di impostare correttamente e risolvere problemi di elettrostatica e magnetostatica nel vuoto e nei mezzi materiali. Prerequisiti Nozioni base di analisi matematica e di meccanica devono essere possedute studenti. Contenuti e programma del corso dagli 1) Elettrostatica nel vuoto. Carica elettrica e sua misura. Legge di Coulomb. Concetto di campo elettrostatico. Linee di forza del campo. Moto di una carica in un campo elettrostatico. Lavoro e potenziale elettrostatico. Concetto di gradiente di un campo scalare. Superfici equipotenziali. Dipolo elettrico. Flusso del campo elettrico. Legge di Gauss. Concetto di divergenza di un campo vettoriale. Teorema della divergenza. Teorema di Stokes. Equazioni di Maxwell per l'elettrostatica. Equazione di Poisson. Conduttori in equilibrio. Concetto di capacita'. Schermo elettrostatico. Condensatori. Energia del campo elettrostatico. Energia di una distribuzione di cariche. Pressione elettrostatica. 2) Elettrostatica nella materia. Dielettrici. Polarizzazione di un dielettrico. Campo elettrostatico all'interno di un dielettrico. Il vettore induzione elettrica. Energia elettrostatica nei dielettrici. Meccanismi microscopici di polarizzazione della materia. 3) La corrente elettrica. Legge di conservazione della carica. Conduzione elettrica e legge di Ohm. Resistenza ed effetto Joule. Resistori. Forza elettromotrice. Circuito RC. Leggi di Kirchhoff per le reti elettriche. La pila. 4) Magnetostatica nel vuoto. Fenomenologia dell'interazione magnetica. Il campo magnetostatico e sue linee di forza. Flusso del campo magnetico.Forza magnetica su una carica in moto e su un conduttore percorso da corrente. Seconda formula di Laplace. Il campo magnetico generato da una distribuzione di correnti: la prima formula di Laplace e la legge di Biot-Savart. Teorema della circuitazione di Ampere. Equazioni di Maxwell per la magnetostatica. 5) Magnetostatica nella materia. Magnetizzazione nella materia. Il vettore induzione magnetica. Origine microscopica della magnetizzazione della materia. Diamagnetismo e paramagnetismo. Ferromagnetismo. Magneti permanenti. Ciclo di isteresi. Tipologia delle attività didattiche Il modulo prevede lezioni frontali comprendenti esempi ed esercizi finalizzati ad una piu' completa comprensione del materiale presentato. Testi e materiale didattico Il contenuto del primo modulo si puo' trovare su diversi libri di testo come: P. Mazzoldi, M. Nigro C. Voci, Fisica Vol II, Elettromagnetsimo-Onde. Edises edizioni. (primi 7 capitoli) J.Reitz, F. Milford, R. Christy, Foundations of electromagnetic theory. Addison Wesley (primi 10 capitoli) Un utile testo di riferimento piu' avanzato e' J.D. Jackson, Classical Electrodynamics. Wiley. Modalità di verifica dell’apprendimento La verifica dell'apprendimento prevede una prova scritta alla fine delle lezioni in cui verranno proposti alcuni problemi di elettrostatica e/o magnetostatica che lo studente dovra' impostare e risolvere. Se lo scritto risultera' suffciente, lo studente potra' accedere alla prova orale in cui verra' chiesto di presentare e discutere uno o piu' argomenti del programma svolto. La prova di esame si concludera' con la verifica delle conoscenze apprese nel secondo modulo, che avverra' alla fine del primo semestre del secondo anno. Alternativamente, lo studente potra' decidere di affrontare un'unica prova scritta e un'unica prova orale sull'intero programma. Orario di ricevimento Al termine della lezione e su appuntamento (scrivere a [email protected]) Calendario delle attività didattiche Collegamento ipertestuale alla pagina degli orari e sedi del CdS Appelli d'esame Collegamento ipertestuale alla bacheca appelli