Programma di Fisica 2:

 

  1. Campo elettrico

  • Introduzione, carica elettrica, carica indotta, conduttori e isolanti, legge di Coulomb

  • Campo elettrico di una carica puntiforme, di un sistema di cariche e di una distribuzione continua di cariche (esempi del segmento e del disco carico). Moto di una carica in campo uniforme

  • Linee del campo elettrico.

  1. Potenziale elettrostatico

  • Potenziale e differenze di potenziale, lavoro della forza elettrica

  • Differenza di potenziale di un campo elettrico uniforme e del campo di una carica puntiforme

  • Potenziale di una distribuzione continua di cariche

  • Relazione tra campo e potenziale, superfici equipotenziali

  • campo e potenziale di un dipolo elettrico

  • Energia potenziale elettrostatica

  • Rotore di un campo vettoriale e teorema di Stokes, campo elettrico come campo irrotazionale

  1. Il teorema di Gauss

  • Enunciazione del teorema di Gauss e sua dimostrazione, vari casi particolari

  • Applicazione del teorema di Gauss alla sfera uniformemente carica, al piano carico infinito ed al filo carico infinito. Calcolo del potenziale nei vari casi.

  • Discontinuità del campo elettrico nel passaggio di una superficie carica.

  • Legge di Gauss in forma locale, teorema della divergenza, equazione di Poisson e di Laplace e sua soluzione. Calcolo della divergenza del campo di una carica puntiforme.

  • Equilibrio in un campo elettrostatico.

  1. Conduttori in equilibrio elettrostatico

  • Campo elettrostatico in un conduttore, teorema di Ampere. Potenziale in un conduttore e potere delle punte

  • Conduttore cavo, schermo elettrostatico

  • Capacità di un conduttore, sistemi di conduttori

  • Condensatori. Capacità di un condensatore (esempi di condensatore sferico, piano e cilindrico)

  • Energia di un condensatore e energia del campo elettrico

  • Condensatore con dielettrico

  • Trattazione microscopica del dielettrico, la costante dielettrica e polarizzazione

  1. Corrente elettrica e resistenza

  • Conduzione elettrica: corrente elettrica e densità di corrente: equazione di continuità per la corrente elettrica, caso stazionario

  • Modello classico della conduzione elettrica, legge di Ohm locale e integrale, resistenza elettrica. Potenza dissipata su un resistore, effetto Joule

  • Resistori in serie e parallelo

  • Leggi di Kirchoff per i circuiti elettrici

  • Carica e scarica di un condensatore

  1. Campo magnetico

  • Introduzione, magneti, forza magnetica e sue proprietà, campo magnetico

  • Forza magnetica su una carica in movimento, definizione di B.

  • Moto di una particella carica in campo magnetico, frequenza di ciclotrone. La bottiglia magnetica e il confinamento di cariche in moto. Applicazioni: selettore di velocità e misura di m/q.

  • Forza magnetica agente su un conduttore percorso da corrente: seconda legge elementare di Laplace. Momento magnetico agente su una spira

  • Campo magnetico di una spira circolare, principio di equivalenza di Ampere.

  1. Sorgenti di campo magnetico

  • Campi magnetico prodotto da una corrente: prima formula elementare di Laplace. Campo di un filo infinito percorso da corrente, campo di una spira circolare sull'asse.

  • Forza tra due fili (infiniti e paralleli) percorsi da corrente.

  • Teorema della circuitazione di Ampere e sue semplici applicazioni.

  • Solenoide ideale, proprietà e calcolo del campo magnetico. Campo prodotto da una distribuzione laminare di corrente. Solenoide toroidale

  • Proprietà del campo B: equazioni per B nel vuoto e nel caso stazionario.

  • Potenziale vettore A e equazione per A. Calcolo del potenziale A nel caso di un filo infinito

  1. Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo

  • Legge di Faraday dell'induzione elettromagnetica

  • f.e.m. indotta nei circuiti in moto, flusso tagliato

  • La legge di Lenz e la formulazione locale della legge di Faraday-Neumann Lenz, applicazioni della legge di Faraday-Nemann, il disco di Barlow

  • Legge di Felici e misura di campo magnetico.

  • L'autoinduzione, il circuito RL

  • Energia di un induttore e del campo magnetico

  • Mutua induzione

  • Circuito oscillante LC e circuito RLC serie

  1. Onde elettromagnetiche

  • Corrente di spostamento, legge di Ampere-Maxwell

  • Equazione delle onde e.m., velocità della luce, relazione tra i campi E e B, l'onda piana

  • Intensità della radiazione e.m. e il vettore di Poynting

  1. Oscillazioni elettriche

  • Generatori di corrente alternata

  • Il metodo dei fasori: resistore, induttore e condensatore in corrente alternata

  • Circuito risonante RLC, filtri RC e CR

  • potenza in un circuito in corrente alternata

  • Il trasformatore

  1. La natura della luce e le leggi dell'ottica geometrica

  • La doppia natura della luce: onda e corpuscolo. L'esperienza di Young e l'effetto fotoelettrico

  • Il principio di Huygens

  • Riflessione e rifrazione, l'indice di rifrazione e il principio di Fermat, la legge di Snell e la riflessione totale interna

  • Dispersione, il prisma e l'arcobaleno

  1. Interferenza e diffrazione

  • Condizioni generali per avere interferenza di onde e.m.

  • Interferenza da due fenditure (interferometro di Young)

  • Specchio di Lloyd e interferenza su lamine sottili

  • Interferenza di N fenditure, il metodo dei vettori rotanti

  • Diffrazione da una fenditura, reticolo di diffrazione