corso di laurea

PROGRAMMA DI FISICA GENERALE II A.A 2009/2010
(PROF. Erasmo RECAMI)
Ingegneria MECCANICA
Crediti 6
ore di lezione 40+20 esercitazioni
(Prof. E. Recami e Prof.ssa Laura Serra )
periodo: 2° semestre
Prerequisiti.
Si consiglia il superamento di Fisica Generale I. Fondamenti di algebra elementare, trigonometria,
geometria euclidea e cartesiana. Elementi di analisi matematica (derivate, integrali elementari,…).
Obiettivi.
Il corso si propone di comunicare i principi generali e i formalismi che regolano i fenomeni ottici e
soprattutto elettromagnetici, affinché l'allievo da un lato sviluppi la capacità di comprendere e
descrivere la realtà fisica che ci circonda, e dall'altro acquisisca le conoscenze di base per
affrontare gli argomenti che può incontrare nella propria professione.
Contenuti
Telegraficamente – ELETTRICITÀ: Elettrostatica. Differenza di potenziale. Elettroscopio. Conduttori
e loro equipotenzialità interna. Prima legge di Gauss. Resistenza e Corrente elettrica. Dielettrici.
Capacità di un condensatore. Campo elettrico in un condensatore. Lavoro per caricare un
condensatore, e conseguenze. Legge di Coulomb. Nuove grandezze fisiche fondamentali e derivate.
Nuove unità di misura. Varie definizioni di coulomb e di ampere. Costante dielettrica. Energia
elettrostatica immagazzinata nel vuoto. Voltmetri e amperometri. -- ELETTROMAGNETISMO: Campo
magnetico nel vuoto. Induzione elettromagnetica. Cenno al magnetismo nella materia. Permeabilità
magnetica del vuoto. Sostanze dia-, para-, ferro-magnetiche. Origine del campo magnetico, dei
magneti naturali, etc. Principio di equivalenza di Ampère. Induttanza L. Scarica di un
condensatore: circuiti CR e CL.
Leggi di Maxwell (solo) in forma integrale. La generazione di corrente elettrica. Forza
elettromotrice, e forza magnetomotrice. Circuiti CRV, CLV e CRLV. Impedenza. Fattore di
potenza cos(phi). – CENNI DI OTTICA: Principio di Fermat, ed ottica geometrica elementare. Lenti
sottili. Diottria. Fenomeni ondulatori. Cenni di ottica fisica. -- CORRENTI E CAMPI OSCILLANTI:
Ancora sulle Correnti alternate. Cenni alle onde elettromagnetiche, alla loro velocità, ecc. Cenni
alla nascita della relatività speciale.
Sinteticamente –
ELETTRICITÀ: Generalità del corso. Carica elettrica e campo elettrico. Leggi di Coulomb e di Gauss.
Il potenziale elettrostatico di una carica e suo legame con il campo elettrico. Campi e potenziali
elettrici in presenza di conduttori. Capacità della sfera isolata e del condensatore a facce piane e
parallele. Energia del condensatore e densità di energia del campo elettrico. Dinamica di una
particella carica in campo elettrico: l’atomo di Bohr. La corrente elettrica. La resistenza. Leggi di
Ohm e Joule. Cenni al moto di elettroni in metalli. Circuiti in corrente continua: Resistenze in serie
e parallelo. Condensatori in serie e parallelo. La scarica del condensatore. Cenno al campo elettrico
negli isolanti: il dipolo elettrico, la polarizzazione, la “costante” dielettrica. Il campo elettrico
nell’atmosfera. – ELETTROMAGNETISMO: Campi di induzione magnetica B prodotti da correnti
lineari e circolari: leggi di Laplace. Forze magnetiche su correnti elettriche. Calamite. Permeabilità
magnetica. Analogo magnetico (approssimato) della legge di Coulomb. La legge di Ampère. Il
solenoide. Cenni al motore elettrico. L’induzione elettromagnetica. L’induttanza L e la sua energia.
Moto di una carica elettrica in un campo magnetico esterno: la Forza di Lorentz. Effetti del campo
magnetico terrestre. Cenni alla magnetizzazione della materia. I circuiti elettrici in corrente
alternata. Reattanza e impedenza. Valori medi, efficaci in corrente alternata delle grandezze
elettriche. La scala dei dB. Cenni alla sicurezza elettrica. Le equazioni di Maxwell in forma
integrale. Corrente di conduzione e “di spostamento”. La generazione di corrente elettrica
(continua, o alternata). La generazione di onde elettromagnetiche: carica accelerata e dipolo
elettrico. – ONDE E OTTICA (CENNI): Proprietà generali delle onde elastiche: equazione delle onde,
velocità di propagazione, moti relativi di mezzo e sorgente: effetto Doppler. Vari tipi di bang,
ultrasonici e ottici. Ottica fisica: Principio di Huyghens; cenni a riflessione, rifrazione, riflessione
totale, interferenza, diffrazione, diffusione, polarizzazione, assorbimento. Ottica geometrica: Il
Principio di Fermat. Leggi elementari. Lenti sottili. Diottria. Cenni al dualismo onda/corpuscolo,
e/o alla cosiddetta “equivalenza”massa/energia. Interazioni onde elettromagnetiche e materia; corpo
nero, e nascita della meccanica quantistica. I raggi α, β. Cenni sull’energia nucleare da fissione e da
fusione.
Testi consigliati
--D.Haliday, R.Resnick, J.Walker, Fondamenti di Fisica, vol. II, CEA (Milano).
--G.Salesi: Fisica generale II (Facoltà di Ingegneria – Bergamo).
Nota:
L’esame consiste in una prova scritta (che fa da “filtro”), e quindi dalla prova orale,
la prima domanda essendo a scelta dell’allievo.