Fisica II (2006/2007)

Corso disattivato

Codice insegnamento
4S00035
Crediti
6
Coordinatore
Francesca Monti
L'insegnamento è organizzato come segue:
Modulo Crediti Settore disciplinare Periodo Docenti
Modulo I 5 FIS/01-FISICA SPERIMENTALE 2° Q Francesca Monti
Modulo II 1 FIS/01-FISICA SPERIMENTALE 2° Q Francesca Monti

Obiettivi formativi

Modulo: Modulo I
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Scopo del corso è completare le conoscenze acquisite nel Corso di Fisica 1 per quanto riguarda l'elettromagnetismo, i fenomeni ondulatori in generale e le onde elettromagnetiche in particolare.


Modulo: Modulo II
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Completare le conoscenze di elettromagnetismo con la forma differenziale delle equazioni di Maxwell.

Programma

Modulo: Modulo I
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Campo elettrico e potenziale elettrico:

La carica elettrica. La Legge di Coulomb. Campo elettrico e principio di sovrapposizione. Potenziale elettrico. Teorema di Gauss per il campo elettrico come una delle equazioni di Maxwell (in forma integrale). Determinazione di campi elettrici e potenziali elettrici per distribuzioni di carica date. Condensatori ed energia immagazzinata in un campo elettrico. Circuiti lineari. Leggi di Kirchoff.

Campi magnetici e induzione elettromagnetica:

Correnti elettriche e campi magnetici: Campo magnetico generato da correnti (I legge di Laplace) e da cariche in moto; forza esercitata su correnti (II legge di Lapace) e su cariche in moto (Forza di Lorentz), unità di misura del campo magnetico. Applicazioni della I legge di Lapace alla determinazione di campi magnetici generati da correnti. Interazione magnetica tra due fili. Definizione di Ampere e di Coulomb. Teorema di Ampere: enunciato e applicazioni alla determinazione di campi magnetici. Teorema di Gauss per il campo magnetico come una delle equazioni di Maxwell (in forma integrale). Induzione magnetica: Forza elettromotrice mozionale come conseguenza della forza di Lorentz e come derivata del flusso del campo magnetico; forza elettromotrice dovuta a campo magnetico variabile nel tempo; circuitazione del campo elettrico e derivata del flusso del campo magnetico: terza legge di Maxwell (legge di Faraday-Henry, in forma integrale). Autoinduzione: solenoide ed energia immagazzinata in un campo magnetico. Quarta equazione di Maxwell (legge di Ampere-Maxwell, in forma integrale): circuitazione del campo magnetico e derivata del flusso del campo elettrico.

Generalità sulle onde e onde elettromagnetiche:

Onde: Definizioni:onde impulsive, treni d'onde, onde periodiche; onde unidimensionali o piane; profilo di un'onda; velocità di propagazione di un'onda impulsiva, di un treno d'onde e di un'onda periodica; lunghezza d'onda periodo e frequenza di un'onda periodica. Onde unidimensionali che si propagano a velocità definita e senza distorsioni: equazione delle onde. Onde armoniche: velocità e frequenza, lunghezza d'onda e numero d'onda, modi di scrivere le onde armoniche. Principio di sovrapposizione. Importanza delle onde armoniche per l'analisi di Fourier. Dispersione. Intensità di un'onda e impedenza del mezzo. Onde meccaniche: onde in una corda, onde acustiche e onde sonore, velocità di propagazione ed equazione delle onde. Intensità di un'onda armonica meccanica. Onde elettromagnetiche: Ripresa delle quattro equazioni di Maxwell. Esistenza di onde elettromagnetiche piane con campi elettrico e magnetico perpendicolari tra loro: equazione delle onde elettromagnetiche piane nel vuoto e in un mezzo. Relazione tra campo magnetico e campo elettrico: verifica per onde piane monocromatiche. Velocità delle onde elettromagnetiche nel vuoto e in un mezzo. Indice di rifrazione.Intensità delle onde elettromagnetiche ed energia trasportata dalle onde elettromagnetiche. Impedenza del vuoto. Polarizzazione delle onde elettromagnetiche. Spettro delle onde elettromagnetiche. Regione del visibile. Propagazione delle onde alla superficie di separazione tra due mezzi: riflessione e rifrazione: Proprietà cinematiche e proprietà dinamiche: angolo di incidenza, di riflessione e di rifrazione; condizione di continuità e conservazione dell'energia: ampiezze e intensità riflesse e trasmesse per incidenza normale. Riflessione e rifrazione per le onde elettromagnetiche: legge di Snell, riflessione totale, ampiezze e intensità riflesse e trasmesse per incidenza normale nel caso delle onde elettromagnetiche, possibile inversione di fase del campo elettrico per riflessione. Interferenza: Interferenza tra onde piane sinusoidali monocromatiche ed equipolarizzate: dipendenza della intensità dallo sfasamento, dipendenza dello sfasamento dalla differenza di cammino ottico, massimi e minimi di interferenza. Interferenza tra due onde elettromagnetiche: onde riflesse da lamine sottili: massimi e minimi di interferenza; esperimento di Young: approssimazione raggi paralleli, posizione dei massimi di interferenza, distribuzione dell'intensità.

Breve introduzione alla Meccanica Quantistica (non oggetto d'esame):

Quantizzazione della luce: radiazione di corpo nero, effetto fotoelettrico; quantizzazione della materia: spettri atomici di emissione e assorbimento, modello di Bohr per l'atomo di idrogeno, esperimento di Stern-Gerlach; comportamento ondulatorio della materia: relazione di De Broglie. Principio di indeterminazione.


Modulo: Modulo II
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Gradiente di un campo scalare: relazione tra campo elettrico e potenziale. Divergenza e rotore di un campo vettoriale: forma differenziale delle equazioni di Maxwell.

Modalità d'esame

Modulo: Modulo I
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Si richiede il superamento di una prova scritta consistente nella risoluzione di alcuni problemi relativi al programma svolto a lezione.


Modulo: Modulo II
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E' prevista un'unica prova scritta relativa ai contenuti del modulo I e II del corso.

Statistiche per i requisiti di trasparenza (Attuazione Art. 2 del D.M. 31/10/2007, n. 544)

Statistiche esiti
Esiti Esami Esiti Percentuali Media voti Deviazione Standard
Positivi 30.00% 25 1
Respinti --
Assenti 20.0%
Ritirati --
Annullati 50.0%
Distribuzione degli esiti positivi
18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 30 e Lode
0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 33.3% 33.3% 0.0% 33.3% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0%

Valori relativi all'AA 2006/2007 calcolati su un totale di 10 iscritti. I valori in percentuale sono arrotondati al numero intero più vicino.