FISICA GENERALE II a.a. 2000-2001
 

ELETTROSTATICA: Legge di Coulomb. Cariche e campi elettrostatico; Isolanti, conduttori e semiconduttori.
Linee di forza del campo. Potenziale elettrico; Energia elettrostatica.
Moto di particelle cariche in un campo elettrostatico e esperienza di Rutherford.
Potenziali e campi generati da distribuzioni di cariche stazionarie, caso del dipolo elettrico,espansione in multipoli;
dipolo elettrico in campo elettrico. Legge di Gauss e sue applicazioni per il calcolo del campo elettrico.
Campo elettrostatico in presenza di conduttori.
Condensatori,capacita', energia elettrostatica e pressione elettrostatica.
Problema generale dell’elettrostatica;  Equazioni di Poisson e di Laplace; Soluzioni
delle equazioni con condizioni al contorno di Dirichlet o Neumann. Metodo delle cariche immagini
Campi e potenziali nei dielettrici;  Polarizzazione dei dielettrici; Polarizzabilita'
per deformazione e per orientamento; campo locale, suscettivita' elettrica e equazione di Clausius-Mossotti
Equazione di Maxwell per l'elettrostatica nel vuoto e nei dielettrici. Energia elettrostatica in presenza di dielettrici.
Condizioni per i campi E e D sulla superficie di separazione tra dielettrici.
Rigidita' dielettrica e effetto punta.

CORRENTI ELETTRICHE STAZIONARIE: Corrente elettrica; Equazione di continuita' Legge di Ohm; Resistivita’;
Energia e potenza in una resistenza; Legge di Joule e sue verifiche sperimentali;
Modello per la conduzione elettrica; Densita’ di corrente; Resistenze elettriche in serie e parallelo. Il generatore di forza elettromotrice.
Leggi di Kichhoff e risoluzione di reti lineari. Teorema di Thevenin. Correnti quasi stazionarie: carica e scarica di condensatori.  

MAGNETOSTATICA: Definizione e proprieta’ del campo  magnetico; Forza agente su di un conduttore percorso
da corrente in un campo magnetico; Forza di Lorentz; Momento meccanico su di una spira percorsa da corrente in campo magnetico;
Moto di cariche in campo elettrico e magnetico uniformi e costanti. Applicazioni del moto di particelle cariche in campo magnetico; Effetto Hall.
Correnti elettriche come sorgenti del campo magnetico; Legge di Biot e Savart;Energia di una spira percorsa da corrente in campo magnetico.
campo magnetico generato da correnti stazionarie: spira circolare, solenoide, bobina di Helmotz, solenoide, campo di dipolo magnetico.
Equazioni di Maxwell per il campo B in condizioni di corrente stazionaria. Teorema di Ampere e sue applicazioni per il calcolo di del campo B.
Potenziale magnetico scalare e vettoriale, Invarianza di gauge. Forze tra circuiti percorsi da correnti stazionarie.
Campo B generato da una singola carica in moto. Proprieta' magnetiche della materia:sostanze diamagnetiche, paramagnetiche e ferromagnetiche.
Intensita' del campo magnetico H. Dipoli magnetici nella materia: orbitali e di spin, il magnetone di Bohr.
La frequenza di Larmor Condizioni per H e B sulla superficie di separazione tra due mezzi.
Suscettivita’ magnetica.Polarizzazione magnetica e densita' di correntedi magnetizzazione.
Temperatura di Curie; Isteresi magnetica. Interpretazione microscopica del diamagnetismo, paramagnetismo ferromagnetismo.

CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI VARIABILI NEL TEMPO: Legge di Faraday; Legge di
Lenz;  Forze elettromotrici indotte e campi elettrici; Legge di Faraday e frequenza di Larmor. Il betatrone.
Autoinduzione e mutua induzione Generatori; Motori elettrici; Circuiti con autoinduzione e mutua induzione.
Induzione elettromagnetica e equazione di Maxwell. Energia associata al campo magnetico. Forze e momento delle forze su circuiti rigidi.
Corrente di spostamento e relativa equazione di Maxwell. Bilancio energetico del campo elettromagnetico e vettore di Poynting.

ONDE ELETTROMAGNETICHE: Equazioni di Maxwell e loro soluzioni nei mezzi omogenei ed isotropi; Equazioni
delle onde; Onde elettromagnetiche piane; Stati di polarizzazione di un'onda elettromagnetica.
Onde elettromagnetiche nei dielettrici; Onde elettromagnetiche nei conduttori; Effetto pelle; Onde elettromagnetiche nei plasmi; Energia, quantita’ di moto e momento angolare
associati ad un’onda elettromagnetica;
Vettore di Poynting; Pressione di radiazione. Sviluppo di Fourier di un pacchetto d'onda; velocita' di fase e di gruppo di un pacchetto.
Potenziali ritardati. Gauge di Lorentz. Potenziali elettromagnetici e densita' di carica e di corrente come quadrivettori.
Covarianza delle equazioni di Maxwell. Tensore del campo elettromagnetico e sua trasformazione per trasformazione di Lorentz.
Il campo elettromagnetico generato da una carica in moto.Dipolo elettrico e magnetico oscillante. Il campo elettromagnetico di radiazione e flusso di energia.
. Effetto Doppler relativistico. Spostamento nel rosso e recessione delle galassie. Radiazione da un sistema di cariche in moto.
Caso di una singola carica e formula di Larmor. Sezione d'urto Thomson.

OTTICA FISICA : Leggi della riflessione e rifrazione; Intensita' delle onde e.m. riflesse e rifratte; Formule di Fresnel e legge di Brewster.
Dispersione della luce e prisma. Principio di Huygens-Fresnel; Interferenza di onde luminose; Problema
della coerenza delle sorgenti; Interferometro di Michelson. Diffrazione di Fraunhofer; ; Diffrazione da un'apertura rettangolare; Diffrazione da un'apertura circolare.
Limiti alla risoluzione di uno strumento ottico Diffrazione da un reticolo; diffrazione di Bragg. Potere separatore di un reticolo.


 

Testi consigliati:

C. Mencuccini e V. Silvestrini: Fisica II (Elettromagnetismo-Ottica). Liguori Ed.
(Per l'intero corso)

E. Amaldi, R. Bizzarri, G. Pizzella: Fisica Generale (Elettromagnetismo Relativita' Ottica)

P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci: Fisica (Elettromagnetismo-Onde)

R. P. Feynman, R. B. Leighton, M. Sands: The Feynman Lectures on Physics, vol 2

J.D. Jackson: Classical Electrodynamics; John Wiley & Sons Ed.
(per alcuni aspetti matematici delle soluzioni delle equazioni di Poisson e Laplace e alcuni problemi di irraggiamento)

Esercizi e problemi:

M. Allegrini, G. Batignani, S. Faetti: Esercizi di Fisica II; EsiSES Ed.

The Physics Coaching Class; University of Science and Technology of China: Problems
and solutions on electromagnetism. World Scientific Ed.