28000 - FISICA GENERALE T-2

Anno Accademico 2017/2018

  • Docente: Gianni Vannini
  • Crediti formativi: 6
  • SSD: FIS/01
  • Lingua di insegnamento: Italiano

Conoscenze e abilità da conseguire

Dare allo studente i concetti fondamentali dell'elettromagnetismo, illustrando le basi teoriche e sperimentali dell'interazione elettromagnetica.

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 di Stokes, Divergenza e teorema di Gauss, sorgenti e vortici di un campo, teorema di Helmotz. 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 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. Suscettivita' elettrica, permittivita' e costante dielettrica. Dielettrici lineari. Discontinuita'dei campi E e D. Energia elettrostatica in sistemi dielettrici.

La corrente elettrica stazionaria.

Cariche in moto e corrente elettrica. La densita' di corrente. Laconservazione della carica e l'equazione di continuita' 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. Suscettivita' e permeabilita' magnetiche. Discontinuita' 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 quantita' 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.


Testi/Bibliografia

-S.Focard, I.Massa,A.Uguzzoni,Fisica Generale, Elettromagnetismo, Ed.Ambrosiana.

-W. E. GETTYS, F.J. KELLER, M.J. STOVE, Fisica 2, Elettromagnetismo, Onde, Ottica , Ed. McGraw-Hill.

- C. Moroni - Lezioni di Elettromagnetismo e Ottica - Ed. Pitagora.

- C. Mencuccini-A. Silvestrini - Fisica II - Ed. Liguori

- L. Lovitch-S. Rosati - Fisica Generale vol. 2 -Ed. CEA Milano

- A.Bettini-Elettromagnetismo.Decibel,Zanichelli.

- Resnik-Holliday-Krane - Fisica 2 - Ed. Ambrosiana

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame scritto e orale

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Gianni Vannini