PROGRAMMA del corso di FISICA SPERIMENTALE II a.a. 2013-2014
Laurea in Scienza dei Materiali
Prof. Roberto Francini
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Cenni di calcolo vettoriale
o Gradiente di un campo scalare
o Divergenza di un campo vettoriale
o Rotore di un campo vettoriale
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Cariche elettriche
La Legge di Coulomb
Campo elettrostatico
o Prodotto da cariche puntiformi
o Prodotto da una distribuzione continua di carica
Flusso del campo elettrostatico
Legge di Gauss in forma integrale
Applicazioni della Legge di Gauss
Legge di Gauss in forma locale
o Divergenza del campo elettrostatico
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Lavoro della forza di Coulomb
Energia potenziale elettrostatica
Densità di volume di energia elettrostatica
Potenziale elettrostatico
Il campo come gradiente del potenziale
Superfici equipotenziali
Rotore del campo elettrostatico
Equazioni di Maxwell per l’elettrostatica
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Materiali conduttori
Induzione elettrostatica
Conduttori all’equilibrio elettrostatico
Teorema di Coulomb
Gabbia di Faraday
Capacità di un singolo conduttore
Capacità di una coppia di conduttori in induzione totale
Condensatori
Energia immagazzinata in un condensatore
Forza tra le armature del condensatore
1
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Correnti stazionarie
Vettore densità di corrente
Equazione di continuità
Velocità media dei portatori di carica
Legge di Ohm macroscopica
Resistenza
o Resistività e conducibilità dei materiali
Legge di Ohm locale
Modello di Drude (classico) della conducibilità elettrica
o Tempo di rilassamento
Forza elettromotrice
Carica e scarica di un condensatore attraverso una resistenza
Campi elettrici nella materia*: gli isolanti (dielettrici)
Sviluppo in serie di multipoli del potenziale elettrostatico di una distribuzione di carica
finita
o Momento di Monopolo
o Momento di dipolo elettrico
Potenziale e campo elettrico del dipolo
Dipolo elettrico nel campo esterno
o momento torcente
o Energia potenziale del dipolo nel campo esterno
Dipoli indotti atomici e molecolari
Dipoli intrinseci molecolari
Condensatore riempito con materiale isolante
o Costante dielettrica relativa
Polarizzabilità elettronica
Polarizzazione per orientamento dei dipoli intrinseci
Vettore densità di polarizzazione
Suscettività elettrica
Campo macroscopico o medio
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La parte relativa ai campi elettrici nei materiali isolanti è stata sviluppata in larga parte in aula, ai fini
dell’esame sono sufficienti gli argomenti svolti sui testi consigliati.
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Interazione magnetica, Forza di Lorentz
Definizione del campo magnetico
Forza magnetica su un conduttore percorso da corrente
Campo magnetico prodotto da un filo rettilineo percorso da corrente
Legge di Ampere
Rotore del campo magnetico prodotto da correnti stazionarie
Divergenza del campo magnetico
2
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Legge di Biot-Savart per il calcolo del campo magnetico prodotto da fili percorsi da
corrente
Momento di dipolo magnetico
Moto di una carica nel campo magnetico
Effetto Hall
Conduttori in moto nel campo magnetico
Forza elettromotrice indotta
Flusso del campo magnetico concatenato ad un circuito chiuso
Legge di Faraday della induzione elettromagnetica
Legge di Lenz
Rotore del campo elettrico per campi magnetici variabili nel tempo
Mutua induzione
Auto induzione, induttanza
Energia immagazzinata in una induttanza
Densità di volume di energia del campo magnetico
Corrente di spostamento
Equazioni di Maxwell complete
Potenziale vettore
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Campi magnetici nella materia
Diamagnetismo
Paramagnetismo
Dipolo magnetico nel campo esterno
o momento torcente
o Energia potenziale del dipolo nel campo esterno
Dipolo magnetico atomico indotto
Dipolo magnetico permanente
Magnetizzazione dalla materia
Vettore densità di magnetizzazione
Suscettività magnetica
Cenni al ferromagnetismo
Curva di magnetizzazione
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Cenni alle onde elettromagnetiche
Velocità di propagazione, vettore d’onda, lunghezza d’onda
Testi di riferimento:
- D. Halliday, R. Resnick, J. Walker “Fondamenti di Fisica”, quinta edizione, Casa Editrice
Ambrosiana
- P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci “Elementi di Fisica – Elettromagnetismo”, seconda edizione,
EdiSES
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