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PORTALE DELLA DIDATTICA

Fisica II

20AXPMB, 20AXPLS

A.A. 2023/24

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea in Ingegneria Chimica E Alimentare - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Dei Materiali - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
FIS/01
FIS/03
3
3
A - Di base
A - Di base
Fisica e chimica
Fisica e chimica
Valutazione CPD 2022/23
2022/23
L'insegnamento fornisce allo studente una cultura di base sui fondamenti dell'Elettromagnetismo, nonché la capacità di ragionare in modo scientifico e di applicare modelli e concetti matematici astratti a problemi scientifici reali e concreti nel campo ingegneristico
The aim of this course is to provide the student with a basic knowledge of electromagnetism as well as the ability to approach in a scientific way and solve, by applying the theoretical concepts learned in the lectures, actual problems of relevance in engineering.
L'insegnamento si propone di trasmettere allo studente le conoscenze di base sulla descrizione matematica dei fenomeni elettromagnetici, partendo da una trattazione dell’elettrostatica e della magnetostatica nel vuoto e nella materia per arrivare ai fenomeni che coinvolgono e campi elettrici e magnetici variabili, la loro sistemazione teorica definitiva attraverso le equazioni di Maxwell e le onde elettromagnetiche. La comprensione di tali argomenti comporta la capacità dello studente di saper assimilare i concetti teorici esposti a lezione in modo da aver ben chiaro situazioni concrete in cui essi si applicano. Il secondo, non meno importante, obiettivo dell'insegnamento è di trasmettere allo studente l’abilità di applicare le suddette conoscenze a problemi scientifici reali di rilevanza in campo ingegneristico. A tale scopo, attraverso lo svolgimento di esercizi e la discussione di esempi a lezione, allo studente verrà fornito il metodo e le tecniche necessarie per affrontare un problema di elettromagnetismo.
The main purpose of this course is to give the student an introduction to the mathematical description of the electromagnetic phenomena, starting with a treatment of electrostatics and magnetostatics in the vacuum and in media and ending with a discussion of time-dependent electric and magnetic fields, electromagnetic waves and their theoretical description in terms of Maxwell equations. Another important aim of the course is to give the student the necessary skills for approaching in a systematic way and solving problems of practical interest, related to electromagnetism.
E' necessario che lo studente conosca e sappia applicare: - il calcolo vettoriale; - il calcolo differenziale e integrale (compresi integrali di linea, di superficie e di volume); - i concetti e i metodi trattati nel modulo di Fisica 1. E’ quindi fortemente consigliato allo studente il superamento dell’esame di Analisi e Fisica I
The student is required to have a good knowledge of: - vector calculus; - differential and integral calculus for functions of more than one variables; - classical mechanics. It is therefore strongly recommended that the student has passed the exams of the courses of Analysis and Physics I.
ELETTROSTATICA [9 h] Richiamo di elettrostatica nel vuoto e la Legge di Gauss– Calcolo del campo e potenziale elettrostatico per varie distribuzioni di cariche – Il ' Dipolo elettrico ' - Capacità e condensatori - Dielettrici isotropi - Energia e densità di energia del campo elettrico. CIRCUITI E CORRENTI ELETTRICHE [9H] Corrente continua: intensità e densità di corrente - Legge di Ohm - Resistenza elettrica ' Conduttori, isolanti - Effetto Joule. MAGNETOSTATICA [9h] Magnetostatica: Il campo magnetico - Forza di Lorentz - Campo magnetico creato da una corrente continua - Legge di Biot-Savart - Leggi di Laplace - Legge della circuitazione di Ampère - Effetto Hall - Campo magnetico nella materia. CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI VARIABILI NEL TEMPO [10h] Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo: Forze elettromotrici e correnti indotte ' Autoinduzione - Circuito RL - Energia e densità di energia del campo magnetico - Circuito oscillante LC ' Corrente di spostamento - Equazioni di Maxwell. FENOMENI ONDULATORI ED ONDE ELETTROMAGNETICHE [8h] Introduzione generale ai fenomeni ondulatori. Onde elettromegnatiche nel vuoto come soluzione dell’equazione di Maxwell. Polarizzazione. Vettore di Poynting. Luce come onda elettromagnetica. Spettro delle onde elettromagnetiche.
ELECTROSTATICS [9 h] Recalling the main concepts about electrostatics in the vacuum and Gauss law - Calculation of the electrostatic field and potential generated by different charge distributions - The 'electric dipole' - Capacitance and capacitors - Isotropic dielectrics - Energy and energy density of the electric field. ELECTRIC CIRCUITS AND CURRENT [9H] Direct current: current intensity and density - Ohm law - Electric resistance, conductors, insulators - Joule effect. MAGNETOSTATICS [9h] Magnetostatics: the magnetic field – the Lorentz force – the magnetic field generated by a direct current - Biot-Savart law - Laplace law - Ampere Law - Hall effect – the magnetic field in matter. TIME-DEPENDENT ELECTRIC AND MAGNETIC FIELDS [10h] Time-dependent electric and magnetic fields: electromotive force, induced currents and self-inductance- RL circuits – the Energy density of the electromagnetic field- LC oscillating circuit - Maxwell Equations. WAVE PHENOMENA AND ELECTROMAGNETIC WAVES [8h] General introduction to wave phenomena. Electromagnetic wave in the vacuum as solution to Maxwell's equation. Polarization. The Poynting vector. Light as an electromagnetic wave. The electromagnetic wave spectrum.
Le lezioni saranno corredate da esercitazioni, nella misura di 12 ore per studente, sui diversi argomenti trattati. Il corso prevede anche 3 ore di laboratorio per ogni studente, finalizzate a fornire la possibilità di osservare ed analizzare sperimentalmente specifici fenomeni elettromagnetici. Gli studenti saranno suddivisi in 9 squadre.
Lectures are complemented by exercise sessions (12 hours per student) on the different topics dealt with in the lectures. During the academic year 2020/2021, in light of the restrictions imposed by the COVID19 situation, both lessons and classroom exercises will be delivered in remote. The course also includes 3 hours of laboratory for each student, aimed at providing the opportunity to experimentally observe and analyze specific electromagnetic phenomena. Students will be divided into 9 teams. For the 2020/2021 academic year, contents and methods relating to laboratory hours have not been defined yet.
I testi di riferimento sono: - M. Trigiante, "Introduzione all'Elettromagnetismo classico", CLUT, 2020 (il testo include esercizi svolti); . Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, “Elementi di Fisica. Elettromagnetismo e Onde”, EdiSES (Napoli, 2008) - D. Halliday, R. Resnick, J. Walker "Fondamenti di Fisica (Elettrologia Magnetismo Ottica)" , Casa Editrice Ambrosiana (Milano 2001) Agli studenti saranno messe a disposizione dispense preparate dal docente ed esercizi svolti.
The recommended textbooks are . Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, “Elementi di Fisica. Elettromagnetismo e Onde”, EdiSES (Napoli, 2008) - D. Halliday, R. Resnick, J. Walker "Fondamenti di Fisica (Elettrologia Magnetismo Ottica)" , Casa Editrice Ambrosiana (Milano 2001) The students will be given lecture notes prepared and worked out problems.
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria;
Exam: Written test; Compulsory oral exam;
L’esame si articola in una parte scritta ed una orale. L’esame scritto consiste nello svolgimento di 3 problemi, a risposta libera, ciascuno articolato in più punti. Due dei problemi sono esercizi da risolvere mentre il terzo consiste di domande di teoria. Lo studente che avrà superato la prova scritta con un voto di almeno 15/30, può sostenere la prova orale.
Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.
Exam: Written test; Compulsory oral exam;
The exam consists in a written part and an oral part. The former amounts to solving 2 problems, each involving more than one question, and answering questions about theoretical issues dealt with in the lectures. Only students who pass the written exam with a mark of at least 15/30 can sit the oral exam.
In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.
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