Calcolo vettoriale (4 ore)
Campi scalari e vettoriali. L’operatore nabla. Gradiente, divergenza, rotore. Flusso e circolazione di un campo vettoriale. Teorema del gradiente, teorema di Gauss, teorema di Stokes. Equazione di continuità.

Campi elettrici stazionari (21 ore)
Richiami su: legge di Coulomb, campo elettrico, potenziale elettrico, moto di una carica in un campo elettrico uniforme. Distribuzioni discrete e continue di carica. Il dipolo elettrico, forza e coppia su un dipolo elettrico in un campo elettrico uniforme. Legge di Gauss per il campo elettrico, applicazioni. La polarizzazione della materia, il vettore spostamento elettrico. Capacità elettrica, condensatori. Energia del campo elettrico. Conduttività elettrica, legge di Ohm, resistori, effetto Joule. La forza elettromotrice.

Campi magnetici stazionari (12 ore)
Forza magnetica su una carica in moto, forza di Lorentz. Moto di una carica in un campo magnetico uniforme. Il ciclotrone, lo spettrometro di massa, l’effetto Hall classico. Forza magnetica su una corrente elettrica, coppia magnetica su una spira rettangolare e di forma qualsiasi, momento di dipolo magnetico. Il momento di dipolo magnetico orbitale e di spin. Le sorgenti del campo magnetico: legge di Ampère-Laplace e sua applicazione a una corrente rettilinea (formula di Biot-Savart, forze fra correnti) e a una corrente chiusa circolare. Il solenoide di lunghezza indefinita, risultati per il solenoide di lunghezza finita. Legge di Ampère. Legge di Gauss per il campo magnetico. La magnetizzazione della materia: fenomenologia, suscettività magnetica, materiali dia, para e ferromagnetici, prima e seconda legge
di Curie, l’isteresi magnetica. Le equazioni di Maxwell in forma differenziale e integrale per campi stazionari.

Campi elettromagnetici dipendenti dal tempo (12 ore)
L’induzione elettromagnetica, legge di Faraday-Henry, moto relativo di un conduttore e di un campo magnetico. Autoinduzione. Transitori: i circuiti del primo ordine RL e RC. Circuiti accoppiati, mutua induzione. L’energia del campo magnetico. Il principio di conservazione della carica, la legge di Ampère-Maxwell. Le equazioni di Maxwell in forma differenziale e integrale per campi elettromagnetici dipendenti dal tempo, nel vuoto e in presenza della materia.

Onde elettromagnetiche (6 ore)
Propagazione delle onde, cenni sulle onde elastiche. Onde elettromagnetiche piane, loro deduzione dalle equazioni di Maxwell. Energia e quantità di moto delle onde elettromagnetiche piane, vettore di Poynting. Pressione di radiazione, polarizzazione delle onde elettromagnetiche, radiazione elettromagnetica di un dipolo elettrico oscillante. Spettro delle onde elettromagnetiche.

Fenomeni di propagazione delle onde (5 ore)
Riflessione e rifrazione delle onde: principio di Huygens-Fresnel, le leggi della riflessione e della rifrazione, indice di rifrazione assoluto e relativo, la riflessione totale. Interferenza: somma di onde, sorgenti coerenti e incoerenti, l’esperimento di Young, il caso di più sorgenti coerenti allineate. Fenomeni di diffrazione di Fraunhofer per fenditure rettangolari. Reticoli di diffrazione.

Lezioni: testo di riferimento
P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, “Elementi di Fisica: Elettromagnetismo - Onde”, vol. II, EdiSES , Napoli, 2010.

Lezioni: altri testi
M. Alonso, E. J. Finn, Physics, Addison-Wesley, 1992.
P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Fisica, Elettromagnetismo - Onde, vol. II, EdiSES, Napoli, 2010.
C. Mencuccini, V. Silvestrini, Fisica 2 - Elettromagnetismo e Ottica, Liguori Editore, 1988.

Esercitazioni
Saranno disponibili online i testi e le soluzioni degli esercizi proposti in aula.
Si possono inoltre consultare:
A. C. Sparavigna, Esercizi di elettromagnetismo, Soc. Ed. Esculapio, Bologna, 2012.
A. Tartaglia, 300 Esercizi svolti di elettromagnetismo e ottica, Editrice Levrotto&Bella, Torino, 1998.
P. Pavan, P. Sartori, Problemi di Fisica II risolti e commentati, Casa Editrice Ambrosiana, 3a edizione, 2006.

L’esame si articola in:
1) un test obbligatorio al calcolatore (presso il LAIB);
2) una prova orale di teoria.

1) Il test al LAIB ha la durata di un’ora e consiste di trenta domande a risposta multipla, relative ad argomenti teorici e risoluzioni di esercizi. La prenotazione è obbligatoria: va effettuata attraverso il Portale della Didattica, secondo le modalità e le scadenze stabilite dalla Segreteria Didattica.
Per accedere al test bisogna presentarsi con il tesserino del Politecnico e un documento d’identità valido. Durante la prova non è possibile consultare alcun tipo di materiale.
Le risposte a ciascuna domanda sono tipicamente cinque: una giusta, tre sbagliate e una che dichiara “non so”: la risposta giusta vale +1, ogni risposta sbagliata vale -1/3, “non so” vale 0. Il voto del test è dato in trentesimi ed è calcolato nel modo seguente: numero di risposte giuste − (1/3) numero di risposte sbagliate + 3.

2) Se l’esito del test al LAIB è positivo (voto ≥ 18/30) si possono presentare i seguenti casi:
18/30 ≤ voto < 23/30: lo studente accede a un orale breve di conferma, il cui esito va dalla bocciatura al voto ottenuto nel test;
voto ≥ 23/30: lo studente può accedere all’orale breve di conferma con voto finale massimo di 23/30 oppure può sostenere l’esame orale completo, il cui esito finale va dalla bocciatura a 30/30.

N.B. La prova orale deve essere sostenuta nello stesso appello in cui è stato superato il test al LAIB, pena la decadenza della validità del test stesso.