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. L’elettrostatica nel vuoto è parzialmente svolta nei corsi di Fisica I. Su tale parte vengono fatti alcuni richiami all’inizio del corso, ma la sua conoscenza è indispensabile per una buona comprensione degli argomenti da trattare.

ELETTROSTATICA
Il dipolo elettrico: campo, potenziale, comportamento in campo elettrico esterno
Teorema di Gauss in forma differenziale, concetto di divergenza.
Conduttori. Induzione elettrostatica.
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. Forza elettromotrice. Circuiti RC.

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.
Circuiti LC. Oscillazioni smorzate in un circuito LRC.
Corrente di spostamento e legge di Ampère-Maxwell.

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

PROPAGAZIONE DELLE ONDE
Leggi della riflessione e della rifrazione
Propagazione e attenuazione dentro i conduttori; propagazione entro sostanze dielettriche.

INTERFERENZA
Interferenza tra onde elettromagnetiche. Applicazioni.

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

POLARIZZAZIONE DELLA LUCE
Natura dei fenomeni connessi.

Sono previste esercitazioni in aula sugli argomenti trattati durante le lezioni. Durante le esercitazioni il corso viene diviso in due squadre. Per i problemi considerati viene sviluppata sia la metodologia di analisi che le tecniche di calcolo per la loro soluzione.

Testi di riferimento per il corso:

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

oppure

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


Testi consigliati per esercizi (uno a scelta):

P. Pavan, P. Sartori
"Problemi di Fisica II Risolti e commentati"
Casa Editrice Ambrosiana, Milano

S.Longhi, M. Nisoli, R. Osellame, S. Stagira
"Fisica Generale
Problemi di Elettromagnetismo e Ottica"
Società Editrice Esculapio, Bologna

P.Zotto, M. Nigro
"Problemi di Fisica Generale, Elettromagnetismo, Ottica"
Edizioni LaDotta, Casalecchio di Reno (Bologna)

Angelo Tartaglia
"300 esercizi svolti di elettromagnetismo e ottica"
Editrice Levrotto e Bella, Torino

Sergio Focardi
"Problemi di Fisica Generale
Elettricità, magnetismo,ottica"
Casa Editrice Ambrosiana, Milano

Ulteriore materiale aggiuntivo di supporto sarà messo a disposizione degli studenti mediante il portale della didattica.

L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel programma di questo corso e la capacità di applicare la teoria ed i suoi metodi alla soluzione di esercizi. L’esame è costituito da una parte scritta e da una successiva parte orale. Le valutazioni degli scritti e degli orali sono espresse in trentesimi. Il voto finale è una media pesata dei voti conseguiti nella prova scritta e nella prova orale.
L’esame scritto ha durata di due ore ed è articolato in tre parti: domande a risposta multipla, esercizi e domanda/domande di teoria. Il risultato dell’esame tiene conto dei punteggi conseguiti in ciascuna delle tre parti. Il massimo voto conseguibile nello scritto è 27/30. Durante lo scritto non si possono portare in aula libri di alcun tipo o appunti inerenti il corso. È consentito l’uso di una calcolatrice non programmabile.
Per accedere all’orale i candidati devono rispondere correttamente ad almeno 7 delle domande a risposta multipla proposte e riportare una votazione complessiva dello scritto maggiore o eguale a 16/30.
L’orale è prevalentemente rivolto ad accertare una adeguata conoscenza della teoria discussa nel corso. L’esame orale dura 20-30 minuti ed è facoltativo per coloro che superano lo scritto con una votazione maggiore of uguale a 18/30. In tal caso il voto dell’esame coincide con il voto conseguito allo scritto. L’esame orale va sostenuto nello stesso appello in cui si è superato lo scritto.