- Docente: Paolo Capiluppi
- Crediti formativi: 13
- SSD: FIS/01
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Moduli: Paolo Capiluppi (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)
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
a) Amaldi, Bizzarri, Pizzella, FISICA GENERALE, Zanichelli
b) Halliday, Resnick e Krane, FISICA 2, Casa Editrice Ambrosiana
c) Mencuccini, Silvestrini, FISICA Elettromagnetismo e Ottica, Casa Editrice Ambrosiana
d) R. Resnick, Introduzione alla relativita' ristretta, Casa Editrice Ambrosiana
e) Morosi, Problemi di fisica II per l’Università, La goliardica paveseMetodi didattici
Lezioni frontali alla lavagna e soluzione di problemi in aula.
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
Prova scritta con soluzione di 3 problemi in massimo 3 ore, da superare con voto minimo (18/30) e successiva prova orale di circa 30 min. I risultati degli scritti sono validi per i successivi appelli orali della Sessione.
Il voto finale è la media dei voti delle prove scritta e orale.
Durante il corso verranno proposte due prove scritte intermedie ognuna di 2 ore (Dicembre e Maggio) che, se superate (>=18/30), sostituiscono la prova scritta per la sessione di esami estiva.Strumenti a supporto della didattica
Lavagna, proiettore
Orario di ricevimento
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Consulta il sito web di Francesca Pozzi