28000 - FISICA GENERALE T-2 (G-Z)

Contenuti

Introduzione

Interazioni e forze. Il concetto di campo. Cenni di calcolo vettoriale: Gradiente, Integrali curvilinei, di superficie e di volume, Rotore e teorema di Stokes, Divergenza e teorema di Gauss, sorgenti e vortici di un campo, teorema di Helmoltz. La funzione delta di Dirac.

Il Campo Elettrostatico nel vuoto

La carica elettrica. La legge di Coulomb. Principio di sovrapposizione. Il campo elettrostatico nel vuoto. Divergenza e rotore del campo elettrostatico. Il teorema di Gauss e il teorema di Stokes. Il potenziale elettrostatico. Equazioni di Poisson e di Laplace. Espansione del potenziale elettrostatico in serie di multipoli. L'energia elettrostatica.

Il Campo elettrostatico nella materia

Definizione di conduttori e isolanti. I conduttori nel campo elettrostatico. La forza sulla carica superficiale e la pressione elettrostatica. La capacità elettrica e i condensatori. Il problema generale dell'elettrostatica in presenza di conduttori: studio dell'equazione di Laplace. Il metodo delle cariche immagini. I dielettrici. I dipoli atomici e molecolari indotti e permanenti. La polarizzazione elettrica. Il campo di un dielettrico polarizzato. Le cariche di polarizzazione. Il campo di induzione elettrica D. Le sorgenti e i vortici di D. Suscettività elettrica, permittività e costante dielettrica. Dielettrici lineari. Discontinuità dei campi E e D. Energia elettrostatica in sistemi dielettrici.

La corrente elettrica stazionaria

Cariche in moto e corrente elettrica. La densità di corrente. La conservazione della carica e l'equazione di continuità generale. I conduttori ohmici. La forza elettromotrice. L'effetto Joule. Reti di conduttori.

Il campo magnetico stazionario

La legge di Biot-Savard. Il campo magnetico B nel vuoto. Sorgenti e vortici del campo magnetico B: divergenza e rotore di B. La legge di Ampere. Il potenziale vettore A. Le condizioni al contorno della magnetostatica. Espansione in serie di multipoli del potenziale vettore. Il campo B nella materia. I dipoli magnetici e la Magnetizzazione. Il campo di un oggetto magnetizzato. Le correnti di magnetizzazione. Il campo vettoriale H. Le sorgenti e i vortici di H. Diamagnetismo, paramagnetismo e ferromagnetismo. Mezzi lineari e non lineari. Suscettività e permeabilità magnetiche. Discontinuità dei campi B e H.

Il campo elettromagnetico in condizioni non stazionarie

I generatori di forza elettromotrice. La forza elettromotrice indotta. La legge di Faraday e la legge di Lenz. La mutua induzione e l'autoinduzione. I circuiti a corrente variabile. L'energia magnetica.

Le equazioni di Maxwell

La corrente di spostamento e le simmetrie delle equazioni dell'elettromagnetismo. Le equazioni di Maxwell. Il problema dei monopoli magnetici. Le equazioni di Maxwell nella materia. Le condizioni al contorno dei campi E, B, D, H. Formulazione dell'elettrodinamica in termini dei potenziali. Le trasformazioni di Gauge. Il Gauge di Coulomb e il gauge di Lorentz. La forza di Lorentz in termini di potenziali. La conservazione dell'energia e il teorema di Poynting. La conservazione della quantità di moto e del momento angolare. Il tensore degli sforzi di Maxwell. Le soluzioni delle equazioni di Maxwell nel vuoto e in assenza di cariche e correnti: onde elettromagnetiche.

Testi/Bibliografia

Qualsiasi testo universitario di Elettromagnetismo è adatto al corso, per esempio:

• P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci: Elementi di Fisica - Elettromagnetismo e Onde - Casa editrice EdiSES;
  
• S. Focardi, I. Massa e A. Uguzzoni: Fisica Generale - Elettromagnetismo, Casa Editrice Ambrosiana;
• C. Mencuccini, A. Silvestrini: Fisica II - Liguori Editore;
• Resnik, Holliday, Krane: Fisica 2 - Casa Editrice Ambrosiana;
• W. E. Gettys, F.J. Keller, M.J. Stove: Fisica 2 -Elettromagnetismo, Onde, Ottica, Casa Editrice McGraw-Hill;
• Giancoli: Fisica 2, Casa Editrice Ambrosiana.
  

Metodi didattici

Il corso si svolge nel secondo semestre ed è la prosecuzione del corso di Fisica Generale T-1. Il corso di Fisica generale T-2 è strutturato in lezioni frontali in aula. Oltre agli aspetti teorici vengono proposti anche esercizi in preparazione alla verifica finale. La frequenza è fortemente consigliata per un migliore apprendimento dei concetti e delle nozioni ma non incide direttamente sulla valutazione finale.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Oltre a quanto riportato qui di seguito gli studenti possono consultare la FAQ nel sito web istituzionale del docente.

La verifica dell'apprendimento consiste di una prova scritta finale di due ore e di una successiva prova orale della durata massima di trenta minuti.

Durante la prova scritta è ammessa la consultazione di libri e appunti e l'utilizzo della calcolatrice,  non è ammesso l'utilizzo di supporti informatici e telefoni cellulari. Se giudicato sufficiente (maggiore o uguale a 18/30), il risultato della prova scritta è valido per l'intera sessione.

Per accedere alla prova orale occorre aver ottenuto nella prova scritta un voto maggiore o uguale a 18/30. La prova orale inizia con la visione dello scritto e prosegue con il colloquio sugli argomenti del corso.

La votazione finale è la media pesata del risultato della prova scritta e orale. Se lo ritiene, lo studente può rifiutare il voto proposto e decidere di ripetere l'esame.

Il calendario delle prove è reso disponibile con ampio anticipo sul sito web istituzionale del docente e su almaesami.

Gli studenti che intendono sostenere l'esame devono iscriversi nella lista d'appello (sia per la prova scritta, sia per quella orale) disponibile on line su almaesami.

  Si ricorda di portare sempre il documento di identità.

Strumenti a supporto della didattica

È disponibile un tutor in condivisione con gli studenti di FISICA GENERALE T-2 (A-K).

Nella home page del docente saranno pubblicati gli avvisi, la sezione FAQ in continuo aggiornamento, le informazioni relative agli esami.

Eventuali strumenti per studenti con disabilità possono essere concordati con il Servizio Studenti con DSA.

Link ad altre eventuali informazioni

https://www.unibo.it/sitoweb/cristian.massimi/avvisi

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Cristian Massimi

Consulta il sito web di Matteo Franchini

Consulta il sito web di Matteo Franchini