FISICA GENERALE 2
a.a. 2013-2014
Insegnamento: Fisica Generale 2
Docente: Lucio Gialanella
Settore Scientifico - Disciplinare: FIS/01
CFU
ORE
7=6L+1La
60=48+12
Obiettivi formativi: Acquisire una buona capacità di comprendere e descrivere i fenomeni
elettromagnetici partendo dalle basi sperimentali della teoria fisica. Nel corso è prevista una
attività di laboratorio in cui gli studenti eseguiranno semplici esperimenti di elettrodinamica.
Propedeuticità: Fisica Generale 1, Analisi 2
Modalità di svolgimento: lezioni ed esercitazioni in aula, attività di laboratorio
Modalità di accertamento del profitto: Superamento di una prova orale e di una prova scritta.
PROGRAMMA
1. Elettrostatica nel vuoto
Carica elettrica. Legge di Coulomb. Conservazione e quantizzazione della carica. Il campo
elettrostatico. Principio di sovrapposizione. Campo generato da sistemi di cariche discrete e continue.
Linee di forza del campo elettrostatico. Flusso del campo elettrostatico attraverso una superficie
chiusa: legge di Gauss. Il potenziale elettrostatico e carattere conservativo del campo elettrostatico. Il
campo come gradiente del potenziale. Moto di una particella carica in un campo elettrico. Campo
elettrostatico generato da un dipolo elettrico.
2. Conduttori e campo elettrostatico
Distribuzione della carica in un conduttore. Induzione elettrostatica. Lo schermo elettrostatico. Capacità. Condensatori.
Condensatori piani e condensatori sferici Energia del campo elettrostatico. Collegamento di condensatori in serie e
parallelo.
3. Corrente elettrica stazionaria
Corrente elettrica in un conduttore. L’intensità di corrente. Il vettore densità di corrente. Velocità di deriva. La legge di
Ohm. Resistenza e resistività. Modello classico della conduzione elettrica. Forze elettromotrici. Collegamento di resistori
in serie e in parallelo. Effetto Joule. Potenza dissipata in un resistore. Circuiti in corrente continua. Le leggi di Kirchoff.
Equazione di continuità e corrente stazionaria. Carica e scarica di un condensatore.
4. Magnetostatica nel vuoto
Forza di Lorentz e vettore induzione magnetica. Forze su circuiti percorsi da corrente. Momento
meccanico su una spira percorsa da corrente. L’amperometro a bobina mobile. Moto di particelle
cariche in un campo magnetico.
Campo magnetico prodotto da una corrente stazionaria. Legge di Biot e Savart. Legge di Laplace.
Campo magnetico generato dal un solenoide. Il dipolo magnetico; teorema di equivalenza di Ampere.
La circuitazione di B e il teorema di Ampere. Solenoidalità di B.
5. Campo elettrico e campo magnetico nella materia
Variazione della capacità di un condensatore piano a seconda del tipo dielettrico interposto tra le
armature. La costante dielettrica. Rigidità dielettrica. Interpretazione microscopica del comportamento
dei dielettrici: polarizzazione per deformazione e per orientamento, effetto di un campo elettrostatico
su un dipolo elettrico. Le equazioni dell’elettrostatica in presenza di dielettrici. Le equazioni della
elettrostatica in presenza di dielettrici. Proprietà magnetiche della materia. Campo magnetico
all’interno di un solenoide riempito con diversi materiali. Diamagnetismo e paramagnetismo. Cenni
sul ferromagnetismo. Interpretazione microscopica del comportamento dei materiali paramagnetici in
presenza di campi magnetici. Le equazioni della magnetostatica in presenza di dielettrici.
6. Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo
Legge di Faraday dell’induzione elettromagnetica. Forza elettromotrice indotta e campo elettrico indotto. Applicazioni
della legge di Faraday. Induzione mutua e autoinduzione. Induttanza. Induttanza di un solenoide. Energia magnetica e
densità di energia magnetica. Circuiti LR. Corrente di spostamento e legge di Ampere-Maxwell. Interpretazione
microscopica qualitativa del comportamento dei materiali diamagnetici in presenza di campi magnetici. Circuiti in regime
sinusoidale: circuiti RLC serie.
7. Fenomeni ondulatori, onde elettromagnetiche.
Le equazioni di Maxwell in forma integrale. Enunciato dei teoremi della divergenza e di Stokes. Le
equazioni di Maxwell in forma differenziale. Le equazioni di Maxwell nel vuoto e le onde
elettromagnetiche. La propagazione di un’onda e.m. Onde e.m. piane. Onde armoniche. Lunghezza
d’onda e frequenza. Energia di un’onda e.m. piana: il vettore di Poynting. Quantità di moto di un’onda
em piana. Pressione di radiazione. Interferenza. Esperimento di Michelson Morley. Cenni della teoria
della relatività ristretta: trasformazioni di Lorentz, relazione massa-energia. Cenni di ottica
geometrica: riflessione e rifrazione.
Esercitazioni di laboratorio
Richiami sulle caratteristiche degli strumenti di misura. Tecniche di raccolta e rappresentazione dei
dati.
Misura dell’intensità di correnti continue: amperometri. Misura di tensioni continue: voltmetri. Misura
di resistenze: il metodo voltamperometrico. Oscilloscopio. Misura della costante di tempo di un
circuito RC.
Testi consigliati:
P. Mazzoldi, M. Nigro C. Voci: “FISICA”, Volume II, EdiSES Capp. 1-8; 10 Per
la parte di relatività e per un approfondimento dei temi trattati nel corso:
G. Gamow Biografia della Fisica, ed Mondatori
Fishbane, Fisica, ed Edises, 1° vol, cap22, par 1-4;6
