INDICE CAPITOLO 22 Carica elettrica CAPITOLO 25 459 22.1 Elettromagnetismo 460 22.2 Carica elettrica 460 22.3 Conduttori e isolanti 461 22.4 Legge di Coulomb 462 22.5 La carica è quantizzata 467 22.6 La carica si conserva 468 Riepilogo & sommario 469 Quesiti 470 Esercizi & problemi 470 CAPITOLO 23 Campi elettrici 473 23.1 23.2 23.3 23.4 Cariche e forze: uno sguardo più da vicino 474 Il campo elettrico 474 Linee di forza di un campo elettrico 475 Campo elettrico generato da una carica puntiforme 476 23.5 Campo elettrico generato da un dipolo elettrico 478 23.6 Campo elettrico generato da una carica lineare 479 23.7 Campo elettrico generato da un disco carico 483 23.8 Carica puntiforme in un campo elettrico 484 23.9 Dipolo in un campo elettrico 486 Riepilogo & sommario 488 Quesiti 489 Esercizi & problemi 490 CAPITOLO 24 Legge di Gauss 493 24.1 Un nuovo sguardo alla legge di Coulomb 494 24.2 Flusso 494 24.3 Flusso del campo elettrico 495 24.4 Legge di Gauss 497 24.5 Legge di Gauss e legge di Coulomb 499 24.6 Un conduttore carico isolato 500 24.7 Legge di Gauss: simmetria cilindrica 502 24.8 Legge di Gauss: simmetria piana 503 24.9 Legge di Gauss: simmetria sferica 506 Riepilogo & sommario 507 Quesiti 507 Esercizi & problemi 508 Potenziale elettrico 512 25.1 25.2 25.3 25.4 Energia potenziale elettrica 513 Potenziale elettrico 514 Superfici equipotenziali 516 Come calcolare il potenziale dato il campo elettrico 517 25.5 Potenziale dovuto a una carica puntiforme 519 25.6 Potenziale dovuto a un insieme di cariche puntiformi 520 25.7 Potenziale dovuto a un dipolo elettrico 521 25.8 Potenziale dovuto a una distribuzione continua di carica 522 25.9 Come calcolare il campo elettrico dato il potenziale 524 25.10 Energia potenziale elettrica in presenza di un sistema di cariche puntiformi 525 25.11 Potenziale per un conduttore carico isolato 527 Riepilogo & sommario 528 Quesiti 529 Esercizi & problemi 530 CAPITOLO 26 Capacità elettrica 534 26.1 Impieghi dei condensatori 535 26.2 Capacità elettrica 535 26.3 Calcolo della capacità elettrica 537 26.4 Condensatori in serie e in parallelo 540 26.5 Energia immagazzinata in un campo elettrico 543 26.6 Condensatore in presenza di un dielettrico 545 26.7 Dielettrici: l’aspetto atomico 547 26.8 Dielettrici e legge di Gauss 548 Riepilogo & sommario 550 Quesiti 551 Esercizi & problemi 551 CAPITOLO 27 Corrente e resistenza 27.1 27.2 27.3 27.4 555 Cariche in movimento e correnti elettriche Corrente elettrica 556 Densità di corrente 558 Resistenza e resistività 560 556 v viMMIndice ISBN 88-408-1198-2 30.2 30.3 30.4 30.5 Forza tra due conduttori paralleli 627 Legge di Ampère 628 Solenoidi e toroidi 631 Dipolo magnetico costituito da una bobina percorsa da corrente 634 Riepilogo & sommario 636 Quesiti 636 Esercizi & problemi 637 27.5 Legge di Ohm 564 27.6 La legge di Ohm dal punto di vista microscopico 565 27.7 Potenza nei circuiti elettrici 567 27.8 Semiconduttori 568 27.9 Superconduttori 569 Riepilogo & sommario 570 Quesiti 571 Esercizi & problemi 572 CAPITOLO 31 CAPITOLO 28 I circuiti Induzione e induttanza 574 28.1 Una «pompa» per le cariche 575 28.2 Lavoro, energia e f.e.m. 575 28.3 Calcolo della corrente nel circuito elementare 28.4 Altri circuiti a maglia singola 578 28.5 Differenze di potenziale 580 28.6 Circuiti a più maglie 582 28.7 Amperometri e voltmetri 587 28.8 Circuiti 587 Riepilogo & sommario 590 Quesiti 591 Esercizi & problemi 592 CAPITOLO 29 Campi magnetici 597 29.1 29.2 29.3 29.4 29.5 29.6 29.7 Il campo magnetico 598 Definizione di 598 Campi incrociati: scoperta dell’elettrone 602 Campi incrociati: effetto Hall 603 Carica in moto circolare 605 Ciclotroni e sincrotroni 609 Forza magnetica agente su un filo percorso da corrente 611 29.8 Momento torcente su una spira percorsa da corrente 613 29.9 Momento di dipolo magnetico 615 Riepilogo & sommario 616 Quesiti 617 Esercizi & problemi 618 CAPITOLO 30 Campi magnetici generati da corrente 30.1 Calcolo del campo magnetico generato da corrente 622 621 576 642 31.1 31.2 31.3 31.4 31.5 31.6 31.7 31.8 31.9 31.10 Due configurazioni simmetriche 643 Due esperimenti 643 Legge di induzione di Faraday 643 Legge di Lenz 646 Induzione e trasferimenti di energia 649 Campi elettrici indotti 651 Induttori e induttanze 654 Autoinduzione 656 Circuiti 657 Energia immagazzinata in un campo magnetico 660 31.11 Densità di energia di un campo magnetico 31.12 Mutua induttanza 663 Riepilogo & sommario 665 Quesiti 666 Esercizi & problemi 667 CAPITOLO 32 Proprietà magnetiche della materia. Equazioni di Maxwell 673 32.1 Calamite 674 32.2 Legge di Gauss per il magnetismo 32.3 Magnetismo terrestre 675 32.4 Magnetismo ed elettroni 676 32.5 Materiali magnetici 680 32.6 Diamagnetismo 680 32.7 Paramagnetismo 681 32.8 Ferromagnetismo 683 32.9 Campi magnetici indotti 686 32.10 Corrente di spostamento 688 32.11 Equazioni di Maxwell 690 Riepilogo & sommario 690 Quesiti 691 Esercizi & problemi 692 674 661 IndiceMMvii ISBN 88-408-1198-2 Riepilogo & sommario 774 Quesiti 774 Esercizi & problemi 775 CAPITOLO 33 Oscillazioni elettromagnetiche e correnti alternate 695 33.1 Fisica nuova, matematica vecchia 696 33.2 Oscillazioni , analisi qualitativa 696 33.3 L’analogia elettricità-meccanica 698 33.4 Oscillazioni , analisi quantitativa 699 33.5 Oscillazioni smorzate in un circuito 702 33.6 Corrente alternata 703 33.7 Oscillazioni forzate 704 33.8 Tre circuiti semplici 705 33.9 Circuito in serie 710 33.10 Potenza nei circuiti a corrente alternata 714 33.11 Il trasformatore 715 Riepilogo & sommario 719 Quesiti 720 Esercizi & problemi 720 CAPITOLO 36 Interferenza 779 36.1 Interferenza 780 36.2 La luce come onda 780 36.3 Diffrazione 783 36.4 Esperimento di Young sull’interferenza 784 36.5 Coerenza 787 36.6 Intensità nell’interferenza da doppia fenditura 36.7 Interferenza su pellicole sottili 791 36.8 Interferometro di Michelson 797 Riepilogo & sommario 798 Quesiti 798 Esercizi & problemi 799 CAPITOLO 34 Onde elettromagnetiche 725 34.1 “L’arcobaleno di Maxwell” 726 34.2 Propagazione dell’onda elettromagnetica. Trattazione qualitativa 727 34.3 Propagazione dell’onda elettromagnetica. Trattazione quantitativa 730 34.5 Trasporto di energia e vettore di Poynting 34.6 Pressione di radiazione 735 34.6 Polarizzazione 737 34.7 Riflessione e rifrazione 740 34.8 Riflessione totale 745 34.9 Polarizzazione per riflessione 746 Riepilogo & sommario 747 Quesiti 748 Esercizi & problemi 749 CAPITOLO 37 Diffrazione 733 803 37.1 Diffrazione e teoria ondulatoria della luce 804 37.2 Diffrazione da singola fenditura: posizione dei minimi 805 37.3 Diffrazione da singola fenditura: trattazione qualitativa 808 37.4 Diffrazione da singola fenditura: trattazione quantitativa 809 37.5 Diffrazione attraverso un foro circolare 811 37.6 Diffrazione da doppia fenditura 814 37.7 Reticoli di diffrazione 816 37.8 Reticoli: dispersione e potere risolvente 819 37.9 Diffrazione dei raggi X 822 Riepilogo & sommario 824 Quesiti 824 Esercizi & problemi 825 CAPITOLO 35 Immagini 35.1 35.2 35.3 35.4 35.5 35.6 35.7 35.8 754 Due tipi di immagine 755 Specchi piani 756 Specchi sferici 757 Immagini negli specchi sferici Superfici rifrangenti sferiche Lenti sottili 763 Strumenti ottici 768 Tre dimostrazioni 771 CAPITOLO 38 Relatività 759 761 38.1 38.2 38.3 38.4 38.5 829 Che cos’è la relatività nel complesso? I postulati 831 Determinazione di un evento 832 La simultaneità è relativa 833 Relatività del tempo 834 830 788 viiiMMIndice ISBN 88-408-1198-2 38.6 Relatività della lunghezza 838 38.7 Trasformazioni di Lorentz 840 38.8 Alcune conseguenze delle trasformazioni di Lorentz 842 38.9 Relatività delle velocità 844 38.10 Effetto Doppler per la luce 845 38.11 Un nuovo sguardo alla quantità di moto 847 38.12 Un nuovo sguardo all’energia 848 Riepilogo & sommario 852 Quesiti 853 Esercizi & problemi 854 C D E F G Alcuni dati astronomici A4 Fattori di conversione A5 Formule matematiche A9 Proprietà degli elementi A12 Tavola periodica degli elementi A15 RISPOSTE ALLE VERIFICHE, E AI QUESITI, ESERCIZI E PROBLEMI DI NUMERO DISPARI R1 INDICE ANALITICO I1 APPENDICI A B Sistema internazionale di unità (SI) A1 Alcune costanti fondamentali della fisica A3