28628 - FISICA GENERALE T-B

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, dopo avere superato la prova di verifica finale, lo studente possiede una conoscenza dei concetti generali dell’elettromagnetismo nel vuoto e nei mezzi conduttori nonché la capacità di impiegare tali concetti nella soluzione di problemi concreti.

Contenuti

Introduzione all'elettromagnetismo. Sistemi di unità di misura. Aspetti microscopici: costituenti elementari della materia, quantizzazione della carica elettrica, esperimento di Millikan. Aspetti macroscopici: polarizzazione, induzione elettrostatica. Legge di Coulomb.

Campo elettrostatico. Linee di Forza. Flusso del campo elettrico. Forma integrale della legge di Gauss. Campo generato da una superficie carica. Forma differenziale della legge di Gauss. Campi conservativi. Potenziale elettrostatico. Calcolo del potenziale per casi notevoli: sfera piena, cilindro pieno infinito, disco circolare, filo infinito. Dipolo elettrico elementare: forza elettrostatica, potenziale e campo elettrico. Rotore del campo elettrostatico. Problema generale dell'elettrostatica: equazioni di Poisson e Laplace. Sviluppo in multipoli. Quadrupolo elementare. Energia elettrostatica. Coppia del dipolo in un campo elettrico. Energia di dipolo. Moto di particelle cariche in un campo elettrico.

Conduttori. Induzione parziale e completa. Gabbia di Faraday. Campo elettrico nei conduttori. Generatore di Van de Graaff. Capacità di un conduttore. Condensatori sferici, cilindrici e piani. Condensatori in serie e in parallelo. Energia elettrostatica di un sistema di cariche, di un conduttore e di un condensatore. Densità di energia elettrostatica. Forza tra le armature di un condensatore.

Cenni all'elettrostatica nella materia. Polarizzazione per deformazione e orientamento. Equazione dell'elettrostatica in presenza di dielettrici.

Corrente elettrica stazionaria. Intensità e densità di corrente. Equazione di continuità e conservazione della carica. Resistenza elettrica. Legge di Ohm. Effetto Joule, interpretazione macroscopica e microscopica. Generatori di corrente continua. Leggi di Kirchhoff. Fenomeni quasi-stazionari, transiente dei circuiti RC.

Introduzione alla magnetostatica. Esperienze di Oersted e Ampere. Prima legge di Laplace. Conduttori rettilinei e spire percorsi da corrente. Forza di Lorentz. Seconda legge di Laplace. Forze tra circuiti. Proprietà integrali e locali del campo magnetico: teorema della circuitazione, teorema del flusso, rotore e divergenza. Campo magnetico in un solenoide. Campo generato da una spira. Moto di particelle cariche in un campo magnetico. Effetto Hall. Ciclotrone e spettrometri. Equivalenza tra spire e aghi magnetici.

Cenni alla magnetostatica nella materia. Correnti atomiche e dipoli elementari. Interpretazione microscopica del diamagnetismo, paramagnetismo e ferromagnetismo. Vettore densità di polarizzazione magnetica. Relazioni base per la magnetostatica nella materia.

Campi magnetici variabili nel tempo. Legge di Faraday-Neumann-Lenz. Flusso tagliato. Spira rotante in un campo magnetico. Coefficienti di auto-induzione e mutua-induzione. Induttanze in serie e in parallelo. Transiente dei circuiti RL, LC and RLC. Corrente di spostamento e legge di Ampere-Maxwell. Onde elettromagnetiche. Invarianza relativistica delle equazioni di Maxwell.

Testi/Bibliografia

Testo base:

S. Focardi, I. Massa, I. G. Uguzzoni, Fisica generale - Elettromagnetismo, CEA.

Per approfondimenti:

C. Mencuccini, A. Silvestrini, Fisica II,  Liguori.

Per gli esercizi:

M. Bruno, M. D'Agostino, R. Santoro, Esercizi di Fisica - Elettromagnetismo, CEA.

P. Capiluppi, L. Feretti, G. Giacomelli, L. Gregorini - Esercizi di Fisica - Elettromagnetismo e ottica, CUSL.

C. Mencuccini, A. Silvestrini, Fisica II, Liguori (esercizi a fine capitolo).

S. Longhi et al., Esercizi di Fisica Generale: Meccanica Termodinamica Elettricità e Magnetismo, Edizioni Escupapio

Testo e soluzioni dei compiti scritti passati si trovano:

• fino all'A.A. 2015/16 compreso nel sito della Dott.ssa Nicoletta Mauri;
• dall'A.A. 2016/17 in questo sito;

Metodi didattici

Lezioni frontali ed esercitazioni.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

• L'esame consiste in una prova scritta ed una (eventuale) prova orale.
• Sono previsti sei appelli per anno accademico: tre nella sessione invernale, due in quella estiva, uno in quella autunnale. Non sono previste prove in itinere ("parziali") né appelli straordinari.
• Per poter sostenere le prove (scritte e orali) è necessario iscriversi tramite AlmaEsami.
• In ciascuna prova scritta vi sono due esercizi e due quesiti. Per superare la prova bisogna realizzare almeno 8/15 nei quesiti e almeno 8/15 negli esercizi (il voto dello scritto sarà poi la somma dei due). Durante la prova, della durata di 2 ore, è concesso l'uso della calcolatrice ma non è possibile consultare né testi né appunti.
• Con 8/15 nei quesiti o 8/15 negli esercizi l'orale è obbligatorio.
• Altrimenti l'orale è facoltativo: si può verbalizzare il voto dello scritto o tentare di migliorare il voto con la prova orale.
• Se però il voto è maggiore di 26, lo studente può o sostenere l'orale per confermare (o migliorare) il voto, oppure non sostenere l'orale, nel qual caso verrà verbalizzato 26.
• Il risultato della prova scritta ha validità fino alla sessione autunnale inclusa.
• Gli studenti possono ripetere uno scritto se vogliono migliorare il voto. Si tenga però presente che verranno annullati i voti precedenti: farà fede l'iscrizione in lista il giorno dello svolgimento della prova scritta.
• Con l'orale si può indicativamente raggiungere un voto che è la media tra lo scritto e 31 (30 e lode).
• Se si viene respinti all'orale, o si rifiuta il voto, il mantenimento del voto dello scritto è a giudizio della commissione.
• Lo studente ha totale libertà di scegliere l'appello che preferisce, ma chi non supera la prova scritta e/o non consegna e/o si iscrive senza presentarsi allo scritto per tre volte dovrà necessariamente sostenere anche la prova orale.
• I risultati delle prove scritte si trovano in questo sito.

Strumenti a supporto della didattica

Tutor di riferimento.

Link ad altre eventuali informazioni

http://orario.ing.unibo.it/Docenti/OrarioDocente?codPersona=440

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Maximiliano Sioli