Descrizione di Maxwell del magnetismo Terrestre e dei fenomeni

di magnetismo statico. Definizione di polo magnetico ed

esperimenti di Coulomb sulle forze magnetiche.

Esperimenti di Orsted. Forze esercitate da fili percorsi da

correnti su magneti. Dipendenza della forza (campo) dalla

distanza dal filo.
 

Lezione del

Forza esercitata da un campo su di un filo percorso da corrente

(seconda legge di Ampere). Forza di Lorentz. Moto di una

particella carica in un campo magnetico. Bottiglia magnetica.

Campo magnetico terrestre e fasce di Van Allen. Acceleratori

di particelle.

Forze e momenti su fili estesi percorsi da correnti.
 

Lezione del

Considerazioni energetiche sui circuiti percorsi da corrente, posti

in campo magnetico. Esempio della spira. Forza e momento

meccanico su di una spira percorsa da corrente, posta in un campo

di induzione magnetica.

Campo B generato da correnti stazionarie. Legge di Biot-Savart.

Calcolo del campo generato da un lungo filo rettilineo percorso da

corrente.

Proprieta' del vettore B nel caso stazionario. Divergenza e rotore

di B. Teorema di Ampere.
 

Lezione del

Sommario delle equazioni di Maxwell nel caso statzionario.

Potenziali magnetostatici. Potenziale magnetico scalare nel

caso stazionario. Potenziale scalare per una piccola spira

percorsa da corrente. Teorema di equivalenza di Ampere.

Effetto Hall. Sonde Hall.

Potenziale vettore. Trasformazioni di gauge. Espressione

del potenziale vettore in termini delle correnti. Derivazione

della formula di Biot-Savart. Potenziale vettore e campo generato

da una piccola spira percorsa da corrente.
 

Lezione del

Magnetismo nella materia. Aspetti atomici. Polarizzazione magnetica

e correnti microscopiche.

Equazioni della magnetostatica in presenza di materia, Condizioni di

raccordo per i vettori B ed H.

Sostanze diamagnetiche, paramagnetiche e ferromagnetiche.

Magneti permanenti.
 
 
 

Lezione del
 
 

Potenziale vettore generato da correnti. Espressione dell'energia

di un circuito percorso da corrente, in un campo d'induzione

magnetica B. Energia d'interazione mutua tra circuiti percorsi

da corrente. Coefficenti di mutua induzione. Coefficiente di

autoinduzione. Espressione dell'energia magnetica in termini

del campo. Calcolo dei coefficienti di mutua induzione e

di autoinduzione nel caso di solenoidi e di toroidi.
 
 

Lezione del
 
 

Leggi dell'induzione di Farady. Connessioni con la forza di

Lorentz.
 
 

Lezione del
 
 

Deduzione delle leggi di Faraday dalle espressioni dell'energia

associata a circuiti percorsi da correnti. Forza elettromotrice

autoindotta. Circuiti RL. Legge di Felici.

Considerazioni energetiche sull'energia immagazzinata in un

solenoide. Densita' di energia del campo B.
 
 

Lezione del
 
 

Energie e forze agenti su circuiti in campi magnetici. Relazione

tra energia potenziale, forze e momenti meccanici .

Equazioni di Maxwell nel caso non stazionario e corrente di

spostamento.
 
 

Lezione del
 
 

Forze meccaniche su di un avvolgimento percorso da corrente

posto in prossimita' dell'estremo di un solenoide percorso da

corrente. Forze meccaniche su di un cilindretto di materiale

posto nella medesima posizione dell' avvolgimento.

Interpretazione dei risultati. Sostanze paramagnetiche,

diamagnetiche e ferromagnetiche. Correnti Amperiane. Densita'

di corrente superficiale e di volume. Magnetizzazione. Relazione

tra vettore magnetizzazione e densita' delle correnti. Modifica

delle equazioni di Maxwell. Vettore H. Condizioni di raccordo

per i campi B ed H.
 
 

Lezione del
 
 

Fenomenologia dei processi di magnetizzazione: interpretazione

microscopica e statistica delle proprieta' magnetiche della materia.

Applicazione al caso del dia, para e ferromagnetismo.
 
 

Lezione del
 
 

Esperimento di Tolman. Effetto magneto-meccanico. Esperimento

di Einstein-de Haas. Teorema di Larmor. Esperimento di Barnett

(cenni). Spin dell'elettrone.
 
 

Lezione del
 
 

Equazioni di Maxwell. Equazione delle onde. Onda piana

monocromatica. Velocita' di propagazione. Indice di rifrazione.

Stati di polarizzazione dell'onda.
 
 

Lezione del
 
 

Onde piane nei mezzi materiali. Onda piana in un dielettrico.

Polarizzabilita' complessa, indice di rifrazione complesso

e dispersione anomala.

Riflessione di un'onda incidente su di una superficie metallica

e produzione di onde stazionarie.

Propagazione di un onda monocromatica in un mezzo generico

caratterizzato da una conducibilita' finita.

Applicazione al caso dei dielettrici. Applicazione al caso dei

conduttori. Lunghezza di attenuazione in funzione

della frequenza.
 
 

Lezione del
 
 

Onde elettromagnetiche nei mezzi materiali. Ulteriori

considerazioni relative al caso dei conduttori. Caso dei

plasmi. Trasmissioni radio e riflessioni da parte della

ionosfera.

Energia per unita' di tempo e superficie trasportata da un

onda. Impulso associato all'onda. Momento angolare.

Esempi.
 
 

Lezione del
 
 

Generazione di onde elettromagnetiche da parte di cariche e

correnti variabili. Potenziali elettromagnetici. Trasformazioni

di gauge e gauge di Lorentz. Equazioni per i potenziali. Soluzioni

per il potenziale scalare e vettore (potenziali ritardati).

Campi B ed E generati da una carica oscillante, per piccole

velocita' di questa.

Potenziali generati da una carica in moto qualsiasi. Equazioni

dei potenziali di Lienard-Wieckert.
 
 

Lezione del
 
 

Radiazione di dipolo: calcolo dei campi E e B in coordinate

cilindriche. Approssimazione di grandi distanze. Vettore di

Poynting e flusso totale di energia irradiata per unita' di

tempo. Calcolo del vettore di Poynting tenendo conto dei

termini di campo vicino. Valor medio della potenza emessa.

Potenza irraggiata da una carica accelerata (formula di Larmor).

Dipolo oscillante (antenna dipolare): calcolo dell'energia

irraggiata. Resistenza di radiazione dell'antenna.
 

Lezione del
 
 

Breve cronistoria dello sviluppo dell'ottica.

Onde elettromagnetiche e luce visibile. Raggi ottici ed ottica

geometrica. Teoria corpuscolare e teoria ondulatoria. Rifrazione.

Misura della velocita' della luce in un mezzo.
 
 

Lezione del
 
 

Cammino ottico. Onde e lunghezza d'onda. Principio di Fermat.

Reversibilita' dei cammini ottici. Legge di Snell. Applicazioni

alla riflessione e rifrazione. Riflessione totale. Prisma a riflessione

totale. Teorema di Malus-Dupin (ortogonalita' dei raggi ottici ai

fronti d'onda).
 
 

Lezione del
 
 

Formazione delle immagini in ottica geometrica. Strumenti

rigorosamente stigmatici. Stigmatismo approssimato. Condizioni

di Abbe e di Herschel. Condizioni di stigmatismo tridimensionale.
 
 

Lezione del
 
 

Superfici rifrangenti. Diottro sferico. Approssimazione di

Gauss. Vergenza e suo significato fisico. Relazione di

coniugazione per il diottro sferico. Ingrandimenti. Ingandimento

trasverso e longitudinale.
 
 

Lezione del
 
 

Matrice di rifrazione. Matrice di traslazione. Proprieta'

generali delle matrici R e T. Sistemi centrati. Matrice di

trasferimento per un sistema centrato. Vergenza del

sistema.
 
 

Lezione del
 
 

Piani coniugati. Matrice di trasferimento tra piani

coniugati. Ingrandimento trasverso ed angolare.

Relazione di Lagrange-Helmotz. Relazioni tra

i diversi ingrandimenti. Elementi cardinali di un

sistema centrato. Piani principali. Punti nodali e

piani focali.
 
 

Lezione del
 
 

Diottro sferico. Elementi cardinali per un diottro

sferico. Ingrandimenti. Relazioni di coniugazione

con origine nei punti principali e nei punti focali.

Lenti spesse. L'occhio umano.
 
 

Lezione del
 
 

Lenti sottili. Aberrazioni cromatiche e doppietti

acromatici.
 
 

Lezione del
 
 

Specchi sferici. Elementi cardinali. Cavita'.
 
 

Lezione del
 
 

Telescopio a rifrazione. Potere risolutivo. Diffrazione

e suoi effetti sulla risoluzione.
 
 

Lezione del
 
 

Propagazione dei raggi ottici nei mezzi con indice

di rifrazione variabile. Equazione della traiettoria.

Esempi. Miraggio. Sistemi a simmetria sferica (formula

di Bouguer).
 
 

Lezione del
 
 

Fibre ottiche. Fibre "step index" e "graded index".

Perdite per riflessioni multiple. Matrice di trasferimento

per una fibra ottica. Apertura numerica.
 
 

Lezione del
 
 

Ottica ondulatoria. Spettro della luce. Radiazione solare.

Luce visibile. Infrarosso ed ultravioletto. Raggi X e gamma.

Microonde.
 
 

Lezione del
 

Interferenza nel caso ottico. Principio di Huygens-Fresnel.

Esperimento di Young. Frange d'interferenza.

Interferenza a grandi distanze. Interferenza prodotta

da N sorgenti coerenti. Metodo dei vettori ruotanti.

Diffrazione di Fraunhofer. Diffrazione da una

fenditura. Figura di diffrazione come trasformata

di Fourier.
 
 

Lezione del
 
 

Reticolo di diffrazione.