PROGRAMMA DI FISICA GENERALE 2
per il Corso di Laurea in CHIMICA APPLICATA
A.A. 2012-2013
Alessandra Filabozzi
Elettrostatica nel vuoto
Interazioni elettriche e carica elettrica. Induzione elettrostatica. Legge di Coulomb. Campo
elettrostatico (varie configurazioni). Linee di forza. Strato. Doppio strato. Moto di una carica in un
campo elettrostatico. Potenziale ed energia potenziale elettrostatica. Superfici equipotenziali.
Dipolo elettrico:forze e energia in un campo esterno. Teorema di Gauss in forma integrale: sue
applicazioni nei casi di simmetria sferica, cilindrica e piana. Conduttori ideali (potenziale e
distribuzione di carica). Teorema di Coulomb. Schermo elettrostatico. Condensatori (serie e
parallelo). Capacità di un conduttore e di uncondensatore (caso sferico, cilindrico e piano). Energia
di un condensatore. Densità di energia elettrostatica.
Capitolo 1: Par. 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, eccetto i calcoli di 1.8 (Esperienza di Millikan)
Capitolo 2. Capitolo 3. Capitolo 4: Par. 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5.
Dielettrici
La costante dielettrica. Polarizzazione dei dielettrici. Equazioni generali dell’elettrostatica in
presenza di dielettrici. Meccanismi di polarizzazione di molecole in gas, liquidi e solidi (cenni)
Capitolo 4. Par. 6, 7, 8.
Corrente elettrica
Densità ed intensità di corrente. Legge di Ohm in forma integrale e locale. Resistenza e resistività.
Modello classico della conduzione elettrica. Mobilità di cariche elettriche in vari conduttori:
resistività e
temperatura in metalli e semiconduttori. Superconduttori. Resistenze in serie e in parallelo. Potenza
dissipata. Forza elettromotrice. Carica e scarica di un condensatore. Corrente di spostamento.
Capitolo 5: Par. 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 5.7, 5.8.
Campo magnetico costante nel vuoto
Magneti permanenti. Campo magnetico terrestre. Forza di Lorentz. Forza magnetica su di un
conduttore percorso da corrente. IIa formula di Laplace. Forze su di una spira in un campo
magnetico. Momento magnetico di una spira. Energia di una spira in un campo magnetico. Teorema
di equivalenza di Ampère. Moto di una particella in un campo magnetico costante. Legge di Biot e
Savart. Ia formula di Laplace. Campo magnetico di una spira sul proprio asse. Forze fra fili percorsi
da correnti. Teorema della circuitazione di Ampère. Solenoide indefinito. Solenoide toroidale.
Capitolo 6: Par. 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.7. Capitolo 7: Par. 7.1, 7.2, 7.3, 7.4.
Materiali Magnetici
Permeabilità e suscettività magnetica. Meccanismi di magnetizzazione. Le sostanze diamagnetiche,
paramagnetiche, ferromagnetiche (gas, liquidi e solidi).
Capitolo 7: Par. 5, 6, 7, 8 (quanto svolto a lezione).
Campo elettrici e magnetici variabili nel tempo
Esperienze di Faraday. Legge di Faraday-Neumann-Lenz in forma integrale. Campo elettrico
generalizzato. Coefficiente di autoinduzione. Circuito RL in chiusura ed apertura. Energia di una
induttanza. Densità di energia del campo magnetico. Legge di Ampère-Maxwell. Equazioni di
Maxwell in forma integrale.
Capitolo 8: Par. 8.1, 8.2, 8.4, 8.5, 8.7, 8.8.
Onde elettromagnetiche e ottica fisica
Onde piane. Onde piane sinusoidali. Vettore di Poynting. Intensità media di un'onda. Polarizzazione
delle onde elettromagnetiche. Spettro delle onde elettromagnetiche. Luce e indice di rifrazione.
Principio di Huygens-Fresnel. Riflessione, rifrazione, dispersione. Polarizzazione per riflessione,
per assorbimento selettivo e per diffusione. Rifrazione anomala e attività ottica. Interferenza di
Young e da lamine sottili. Diffrazione di Fraunhofer.
Capitolo 10: Par. 10.1, 10.2, 10.4, 10.6, 10.8. Capitolo 11: Par. 11.1, 11.2, 11.3, 11.4. Capitolo 13:
13.1, 13.2, 13.3. Capitolo 14: Par. 14.1, 14.2, 14.3, 14.4, 14.5, 14.7
Obiettivi formativi
Acquisire una conoscenza approfondita dell’interazione elettromagnetica, delle forze tra cariche,
della trattazione formale dei campi e della loro induzione reciproca. Studiare la natura elettrica e
magnetica della materia; conoscere la natura elettromagnetica della luce e la trattazione di base
dell’ottica fisica.
In inglese
Acquire an in-dept knowledge of the electromagnetic interaction, of the forces between charges, of
theformal treatment of the fields and of their mutual induction. Study the electrical and the magnetic
natureof the matter, know the electromagnetic nature of the light and the basilar treatment of the
physical optic.
Risultati di apprendimento attesi
Una buona visione dell’azione a distanza nel campo atomico-molecolare; abilità di calcolo di campi
vettoriali. Capacità di identificare le situazioni in cui la trattazione classica dell’elettromagnetismo è
d’interesse attuale per la ricerca e l’insegnamento.
In inglese
A good vision of the action at a distance of the atomic-molecular field, ability of calculus of vector
fields. Capability of identify the circumstances in which the classic treatment of the
electromagnetism is of present interest for the research and the teaching.
Struttura della verifica di profitto : Scritta, Orale
Testi di riferimento :
P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, "Elementi di Fisica, vol. 2", EdiSES (indicato con MNV)
In Inglese
Elettrostatics in the vacuum
Electrical interactions and eletrical charge. Electrostatic induction. Law of Coulomb. Electrostatic
fieldc(different configurations). Lines of force. Stratum. Double Stratum. Motion of a charge in an
electrostatic field. Electric potential and electrostatic potential energy. Equipotenzial surfaces.
Electric dipole: force and energy in an external field. Theorem of Gauss in integral form: its
applications in case of spherical, cylindrical and plane symmetry. Ideal conductors (potential and
charge distribution). Theorem of Coulomb. Electrostatic shield. Capacitors (series and parallel).
Capacity of a conductor and of a capacitor (spherical, cylindrical and plane case). Energy of a
capacitor. Density of electrostatic energy.
Capter 1: Par. 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7. Capter 2: Par. 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.7, 2.8. Capter 3:
Par.3.1, 3.2, 3.3. Capter 4: Par. 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5.
Dielettrics
The dielectric constant. Polarization of dielettrics. Electrostatic general equations inpresence of
dielettrics. Mechanisms of molecular polarizations in gases, liquids and solids (short accounts).
Capter 4. Par. 6,7,8.
Electrical currents
Density and intensity of current. Law of Ohm in integral and local form. Resistance and resistivity.
Classical mode of the electric conductivity. Mobility of the electric charges in different conductors:
resistivity and temperature in metals and in semiconductors. Supeconductors. Resistances in series
and in parallel. Dissipation of power. Electromotive force. Charge and discharze of a capacitor.
Displacement current.
Capter 5: Par. 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 5.7, 5.8.
Constant magnetic field in the vacuum
Permanent magnets. Terrestrial magnetic field. Force of Lorentz. Magnetic force on a conductor
flowed by a current. IInd formula of Laplace. Force on a coil in a magnetic field. Magnetic moment
of a coil. Energy of a coil in a magnetic field. Equivalence theorem of Ampère. Motion of a particle
in a constant magnetic field. Law of Biot and Savart. Ist formula of Laplace. Magnetic field of a coil
non its axis. Forces between wires flowed by currents. Teorem of the circulation of Ampère.
Indefinite solenoid. Toroidal solenoid.
Capter 6: Par. 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.7. Capter 7: Par. 7.1, 7.2, 7.3, 7.4.
Magnetic materials
Magnetic permeability and susceptibility. Mechanisms of magnetizzation. The law of Gauss for the
magnetic field. General equations of the magnetostatics. The diamagnetic, paramagnetic and
diamagnetic substances (gases, liquids and solids).
Capter 7: Par. 5,6,7,8.
Electrical and magnetic fields varying in the time.
Experiments of Faraday. Law of Faraday-Neumann-Lenz in integral form. Generalized electric
field. Coefficient of self-induction. Circuit RL in closing and opening. Energy of an inductance.
Energy density of the magnetic field. Law of Ampère-Maxwell. Equatioms of Maxwell in integral
form.
Capter 8: Par. 8.1, 8.2, 8.4, 8.5, 8.7, 8.8.
Elettromagnetic waves and physical optics
Plane waves. Plane sinusoidal waves. Poynting vector. Mean intensity of a wave. Polarization of
electromagnetic waves. Spectrum of electromagnetic waves. Light and refractive index. Principle of
Huygens-Fresnel. Reflection, refraction and dispersion. Polarization by reflection, selective
absorption and diffusion. Anomalous refraction and optical activity. Young Interference and by thin
layers. Fraunhofer diffraction.
Capter 10: Par. 10.1, 10.2, 10.4, 10.6, 10.8. Capter 11: Par. 11.1, 11.2, 11.3, 11.4. Capter 13: 13.1,
13.2, 13.3. Capter 14: Par. 14.1, 14.2, 14.3, 14.4, 14.5, 14.7
