Fisica 2 - DiSTABiF

Fisica 2
Docente
Dr. Antonio Castrillo
Anno
2° anno
Corso di studi
Laurea triennale in Scienze Ambientali
Tipologia
Fondamentale
Crediti
8 (7: didattica frontale, 1: attività di laboratorio)
SSD
FIS/01 Fisica Sperimentale
Anno Accademico
2014/2015
Periodo didattico
Primo semestre
Propedeuticità
Fisica 1 e Matematica
Frequenza
Facoltativa
Descrizione dei
metodi di
accertamento
Superamento di una prova scritta e di una prova orale
Sede
Orario di ricevimento
Polo Scientifico, Via Vivaldi 43 – Caserta
Organizzazione della
didattica
Risultati di
apprendimento
previsti
Programma
Lezioni frontali, esercitazioni di laboratorio
Mercoledì 16.00-18:00. Per stabilire un incontro in altri momenti è opportuno contattarlo tramite posta elettronica
([email protected]).
Lo studente acquisirà familiarità e conoscenza con argomenti relativi all’elettrostatica, alla corrente elettrica, alla
magnetostatica,ai campi elettrici e magnetici variabili nel tempo,all’ottica geometrica ed all’ottica fisica
1. Elettrostatica
Carica elettrica e materia - Isolanti e conduttori – Induzione elettrostatica - Legge di Coulomb – Quantizzazione e
conservazione della carica elettrica - Campo elettrico e suo calcolo - Linee di forza – Principio di sovrapposizione – Il dipolo
elettrico – Campo elettrico di un dipolo – Densità di carica lineare, superficiale e di volume - Flusso del campo elettrico Legge di Gauss - Applicazioni e conseguenze delle legge di Gauss - Il potenziale elettrico – La differenza di potenziale –
Relazione tra campo e potenziale elettrico – Superfici equipotenziali – Energia potenziale elettrostatica - Azione di un campo
elettrico su un dipolo - Proprietà elettrostatiche di un conduttore – Condensatori e capacità - Collegamento di condensatori in
serie e in parallelo - Energia del campo elettrostatico – Proprietà elettrostatiche dei dielettrici – Polarizzazione di un
dielettrico – Il vettore spostamento elettrico.
2. Corrente elettrica
l flusso della carica – La resistenza e la legge di Ohm – Modello di conduzione nei metalli - Resistori in serie e in parallelo –
Amperometri e voltmetri - Forza elettromotrice e resistenza interna di una batteria – Energia elettrica e potenza - Le leggi di
Kirchhoff - Legge di Joule - Carica e scarica di un condensatore - Circuito RC.
3. Magnetostatica
Il campo magnetico – Linee di forza del campo magnetico - Forza di Lorentz - Forza su un conduttore percorso da corrente –
Momento agente su una spira percorsa da corrente - Moto di particelle cariche in presenza di campi elettrici e magnetici – Il
ciclotrone – Lo spettrometro di massa - Legge di Biot e Savart – Legge elementare di La Place - Legge di Ampere e sue
applicazioni – Equivalenza spira/dipolo magnetico - Forza agente fra conduttori percorsi da corrente – Definizione di Ampere Il flusso magnetico e la legge di Gauss per i campi magnetici - Solenoide e toroide – Magnetismo nella materia: Correnti
atomiche e magnetizzazione – Il diamagnetismo – Il paramagnetismo – Il ferromagnetismo.
4. Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo.
Legge di Faraday dell'induzione elettromagnetica – Forza elettromotrice e campo elettrico indotti – Forze elettromotrici
autoindotte e induttanza – Mutua induttanza – Energia immagazzinata in un campo magnetico – Densità di energia Corrente di spostamento e modifica della legge di Ampere.
5. Ottica geometrica
Riflessione e rifrazione della luce: Leggi di Snell – Raggio di luce – Indice di rifrazione di un mezzo - Formazione delle
immagini in strumenti semplici: l’approssimazione parassiale – Specchio piano - Specchio sferico - Lente sottile: distanza
focale e ingrandimento – Strumenti ottici: lente d’ingrandimento, microscopio composto, cannocchiale.
6. Strumentazione ed esercitazioni in laboratorio
Richiami sulle caratteristiche degli strumenti di misura: prontezza, portata, soglia, sensibilità, precisione - Misure dirette ed
indirette – Tecniche di raccolta, analisi e discussione dei dati sperimentali. - Misure di correnti continue: amperometri Misure di tensioni continue: voltmetri amperometrici - Misure di resistenze: metodo volt-amperometrico
Testi consigliati e
bibliografia
Testo consigliato:
Gettys “Fisica 2” Elettromagnetismo-Onde-Ottica di Giovanni Cantatore e Lorenzo Vitale, McGraw-HiII
Altra bibliografia
Mazzoldi, Nigro, Voci. Elementi di Fisica – Elettromagnetismo - EdiSES
Mazzoldi, Nigro, Voci. Elementi di Fisica – Onde - EdiSES
Roller, Blum. Fisica, II Volume - Zanichelli Editore
D. Halliday, R. Resnick, J. Walker: Fondamenti di Fisica, II Volume - C.E.A. Milano
P.R.Oliva, F.Terrasi. Elaborazione statistica dei risultati sperimentali - Liguori Editore
J.R.Taylor: Introduzione all'analisi degli errori - Zanichelli Editore
L. Milano, G. Russo. Elementi di statistica- EdiSES
Raccolte di problemi, svolti e non (lista indicativa):
1) Problemi dal libroconsigliato
2) P. Pavan, P. Sartori “Problemi di Fisica risolti e commentati" Vol. 2 - C.E.A. Milano
3) L. Lovitch, S. Rosati “Problemi di Fisica Generale - Elettricità e magnetismo" - C.E.A. Milano
Breve curriculum
docente
Antonio Castrillo è nato a Napoli il 30 ottobre 1976. Nel Febbraio 2001 consegue la laurea in Fisica con votazione 110/110 e
lode, presso l'Università degli Studi di Napoli Federico II. Vincitore di una borsa di studio del “NASA-Planetary Biology
Internship Program”, dell’Università del Massachusetts, nel periodo Luglio 2003 - Settembre 2003, è ricercatore ospite presso
l’AMES Research Center della NASA (California, USA). Nel Marzo 2005 consegue, con votazione ECCELLENTE, il titolo di
Philosophy Doctor (Dottorato di Ricerca) presentando una tesi dal titolo “Metrology for the environment by means of nearinfrared diode laser spectrometry: application to carbon dioxide”. Nei mesi di Aprile e Maggio 2005 è ricercatore ospite presso
l’European Laboratory for Non-linear Spectroscopy (LENS) (Firenze, Italia). Dall’ottobre del 2008, è entrato nel ruolo dei
ricercatori universitari presso la Facoltà di Scienze MM.FF.NN. della Seconda Università degli Studi di Napoli (SUN), per il
settore scientifico disciplinare di Fisica Sperimentale (FIS/01). Nel corso della sua carriera scientifica Castrillo ha avuto e ha
tuttora collaborazioni con numerosi centri e istituti di ricerca nazionali e stranieri. Attualmente collabora con il Politecnico di
Milano (Dipartimento di Fisica) e l’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (I.N.RI.M) nell'ambito di un progetto EURAMET
denominato: "Determination of the Boltzmann constant for the redefinition of the Kelvin". E’ responsabile di unità di un
progetto FIRB, finanziato dal MIUR, dal titolo “MOLECOLE FREDDE DI FLUOROMETANO PER SPETTROSCOPIA ROTOVIBRAZIONALE AD ULTRA-ALTA RISOLUZIONE ASSISTITA DA SINTETIZZATORI DI PETTINI DI FREQUENZE OTTICHE: UN
TEST DA LABORATORIO DELLA COSTANZA DEL RAPPORTO MASSA PROTONE/ELETTRONE”.
Il suo principale campo di ricerca riguarda la Fisica Molecolare. Si occupa, in particolare, di spettroscopia laser ad elevata
risoluzione, sensibilità e precisione sia per studi di meccanica quantistica molecolare che per esperimenti di metrologia
fondamentale. Inoltre, si interessa di sviluppo, ottimizzazione ed utilizzazione di nuove metodologie spettroscopiche per
applicazioni alle scienze ambientali.
E’ abitualmente revisore per le maggiori riviste della fisica applicata e dell’ottica. E’ autore di più di 35 pubblicazioni a
diffusione internazionale su riviste con fattore di impatto.