- Docente: Annalisa Bonafede
- Crediti formativi: 13
- SSD: FIS/01
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Moduli: Annalisa Bonafede (Modulo 1) Francesca Pozzi (Modulo 2)
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 1) Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 2)
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea in Astronomia (cod. 8004)
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Orario delle lezioni (Modulo 1)
dal 26/09/2023 al 22/12/2023
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Orario delle lezioni (Modulo 2)
dal 22/02/2024 al 31/05/2024
Conoscenze e abilità da conseguire
Al termine del corso, lo studente possiede le conoscenze di base dell'elettromagnetismo classico e della relatività ristretta. Acquisisce le capacità necessarie per la soluzione di problemi elementari.
Contenuti
Modulo 1
a) Elementi di calcolo vettoriale differenziale e integrale. Campi scalari e vettoriali. Operatore gradiente. Flusso e circuitazione in campi vettoriali. Teoremi di Gauss e Stokes.
b) Elettrostatica. Carica elettrica. Legge di Coulomb. Campo elettrico e potenziale elettrostatico. Linee di campo e superfici equipotenziali. Legge di Gauss. Equazioni Poisson. Dipolo elettrico. Momenti di multipolo. Elettrostatica dei conduttori. Problema generale della elettrostatica e equazione di Laplace. Energia elettrostatica. Condensatori. Campo elettrico nei dielettrici.
c) La corrente elettrica continua. Intensita' di corrente e densita' di corrente. Equazione di continuita'. Leggi di Ohm e Joule anche in forma locale. Leggi di Kirchhoff.
d) Il campo magnetico costante nel vuoto. Fenomeni magnetici. Vettore induzione magnetica. Legge di Biot-Savart. Formule di Laplace. Forza di Lorentz. Flusso e circuitazione di B. Divergenza e rotazione di B. Potenziale vettore. Teorema di equivalenza di Ampere. Campi magnetici nella materia.
e) L'induzione elettromagnetica. Legge di Faraday. Campo elettrico non conservativo. Autoinduzione e mutua induzione. L' energia del campo magnetico.
f) Equazioni di Maxwell. Corrente di spostamento.
g) Soluzione delle equazioni di Maxwell con i potenziali ritardati.
Modulo 2
Esercizi sugli argomenti del Modulo 1 e del Modulo 2.
a) Relativita'. Trasformazioni di Galileo e loro incompatibilita' con le leggi di Maxwell. Invarianza della velocita' della luce. Trasformazioni di Lorentz. Composizione delle velocita'. Contrazione delle lunghezze e dilatazione dei tempi. Tempo proprio. Dinamica relativistica. Equivalenza massa-energia. Conservazione dell'impulso e dell'energia. Urti. Elettromagnetismo in relativita'. Trasformazioni per i campi E e B.
b) Onde. L' equazione delle onde. Onde piane e sferiche. Onde elettromagnetiche.Velocita' di propagazione e stati di polarizzazione. Conservazione dell' energia e vettore di Poynting. Quantita' di moto del campo elettromagnetico. Pressione di radiazione. Radiazione di dipolo e formula di Larmor. Propagazione delle onde nei mezzi materiali. Onde monocromatiche e non. Pacchetti d'onda. Velocita' di gruppo e di fase.
c) Limiti dell'elettromagnetismo classico. Effetto fotoelettrico.
d) Radiazione di una particella carica.
Testi/Bibliografia
- Mencuccini, Silvestrini, FISICA Elettromagnetismo e Ottica, Casa Editrice Ambrosiana
- Halliday, Resnick e Krane, FISICA 2, Casa Editrice Ambrosiana
- R. Resnick, Introduzione alla relativita' ristretta, Casa Editrice Ambrosiana
- Gordon McGrew,Serway, Jewett, Esercizi di Fisica guida ragionata alla soluzione, Edises Universita'
-Bruno, D'Agostino, Santoro, Esercizi di Fisica elettomagnetismo, cada editrice ambrosiana.
-Morosi, Problemi di fisica II per l’Università, La goliardica pavese (fuori commercio)
- Amaldi, Bizzarri, Pizzella, FISICA GENERALE, Zanichelli
(fuori commercio - copia in biblioteca)Metodi didattici
Lezione alla lavagna, e soluzione di problemi in aula
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
Esame scritto e orale. Il risultato della prova scritta e' valido per gli appelli orali della stessa sessione.
Durante il corso, saranno proposte due prove intermedie (approssimativamente a Dicembre e Maggio) che, se entrambe superate con voto > 18/30, sosttuiranno la prova scritta della sessione estiva.
Orario di ricevimento
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Consulta il sito web di Francesca Pozzi