Nel seguito sono indicati gli argomenti fondamentali comuni agli insegnamenti di Fisica II delle quattro aree formative di Ingegneria Industriale, Ingegneria Civile/Edile, Ingegneria dell’Informazione e Ingegneria Gestionale. Le differenze sono presentate nei programmi dettagliati dei singoli corsi e riguardano diverse accentuazioni e approfondimenti relativi ai temi generali, uguali per tutti.


La Fisica II espone le leggi fondamentali dell’elettromagnetismo classico, includendo la propagazione della luce come onda elettromagnetica. L’obiettivo e’ l’acquisizione dei principi e del loro significato fisico. Vengono illustrate le applicazioni fondamentali di ogni legge con lo scopo di far acquisire un metodo da applicare nell’interpretazione di fenomeni fisici che sono alla base di molte applicazioni ingegneristiche. E’ necessaria una buona conoscenza e padronanza degli strumenti matematici appresi nei corsi di Analisi I e II e di Geometria.

ELETTROSTATICA
L’elettrostatica nel vuoto e’ svolta nei corsi di Fisica I e viene data per nota all’inizio dei corsi di Fisica II; la sua conoscenza e’ indispensabile per una buona comprensione degli argomenti da trattare.
Campo elettrico statico nella materia: I conduttori.
Condensatori e capacità.
Densità di energia del campo elettrico.
Dielettrici: Polarizzazione del materiale.

CORRENTE E RESISTENZA
Conduzione. Intensità e densità di corrente. Corrente continua. Resistenza. Legge di Ohm. Resistività e conducibilità.
Potenza elettrica. Effetto Joule.

MAGNETOSTATICA
Campo magnetico e induzione magnetica. Seconda equazione di Maxwell.
Forza agente su una carica in moto all’interno di un campo magnetico: forza di Lorentz.
Forza agente su un conduttore percorso da corrente immerso in un campo magnetico.
Sorgenti del campo magnetico: Campo magnetico prodotto da una corrente: legge di Laplace. Applicazioni della legge di Laplace. Campo magnetico di una spira circolare percorsa da corrente. Dipolo magnetico.
Momento meccanico ed energia potenziale di un dipolo magnetico in un campo magnetico applicato.
Forza tra conduttori paralleli percorsi da corrente.
Legge di Ampère e sue applicazioni.
Campi magnetici nella materia: Diamagnetismo, paramagnetismo, ferromagnetismo.

CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI VARIABILI NEL TEMPO
Legge dell'induzione di Faraday - Henry – Lenz e sue applicazioni. Terza equazione di Maxwell.
Induttanza e autoinduzione.
Energia immagazzinata nel campo magnetico di una corrente. Densità di energia del campo magnetico.
Legge di Ampère-Maxwell: quarta equazione di Maxwell.

ONDE ELETTROMAGNETICHE
L’equazione d’onda per i campi elettrico e magnetico.
Caratteristiche generali delle onde. Le onde elettromagnetiche.

PROPAGAZIONE DELLE ONDE
Propagazione e attenuazione dentro i conduttori; propagazione entro sostanze dielettriche.

OTTICA GEOMETRICA
Legge di Snell per la rifrazione e la riflessione.
Ottica geometrica: diottri e specchi, lenti sottili. Applicazioni

OTTICA FISICA
Interferenza tra onde elettromagnetiche. Applicazioni.

DIFFRAZIONE
Natura del fenomeno. Diffrazione di Fraunhofer da singola fenditura.

POLARIZZAZIONE DELLA LUCE
Natura dei fenomeni connessi.

Lezione 1

Introduzione generale al corso

Introduzione al calcolo vettoriale:

1. Gradiente
2. Divergenza
3. Rotore

Lezione 2

Integrali di campi vettoriali (teorema fondamentale del calcolo) applicati a:
1. Integrali di linea
2. Integrali di superficie (teorema di Gauss)
3. Integrali di volume (teorema di Stokes)

Elettrostatica:
Formula di Coulomb.
Sistemi di distribuzione di cariche puntiformi e continue.
Campo generato da distribuzioni di carica:
1. lineari finite e infinite
2. generate da due piani paralleli infiniti
3. generata da una sfera cava asimmetrica.

Le lezioni di teoria si svolgeranno il giovedì in aula 12A dalle 10:00 alle 13:00

Le esercitazioni si svolgeranno il mercoledì in aula 12A con la seguente organizzazione in due squadre:
squadra 1: ore 08:30 - 10:00 (da Abbà a Lamberti)
squadra 2: ore 10:30 - 11:30 (da Lappon a Zunino)

Teoria

P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci
'Elementi di Fisica, vol. II, Elettromagnetismo e onde'
EdiSES (Napoli) Versione Breve

oppure

P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci
'Fisica, vol. II'
EdiSES (Napoli) Versione Estesa

Testo consigliato (In Inglese)

David J. Griffiths
‘Introduction to Electrodynamics ’

Esercizi

Giovanni Umberto Ummarino e Sara Galasso
'Esercizi svolti di Fisica II' - elettromagnetismo e ottica
Edizioni CLUT