L'insegnamento illustra le leggi fondamentali dell’Elettromagnetismo Classico e delle Onde Elettromagnetiche.

Lo scopo è di acquisire le conoscenze di base relative a principi fisici, basi matematiche ed evidenze sperimentali dei fenomeni descritti dalle equazioni di Maxwell in forma integrale e differenziale. Sono trattati in particolare i fenomeni elettrostatici e magnetostatici, quelli induttivi e le onde elettromagnetiche. Le abilità acquisite dallo studente consistono nell’applicazione di tali conoscenze alla soluzione di problemi riguardanti i fenomeni elettromagnetici nei regimi stazionario e dipendente dal tempo e le proprietà delle radiazioni elettromagnetiche. Le conoscenze e le abilità acquisite sono propedeutiche ai successivi corsi riguardanti i fondamenti e le tecnologie della ingegneria dell’informazione e della comunicazione (ICT).

La comprensione degli argomenti dell'insegnamento presuppone familiarità con gli strumenti matematici trattati in Analisi Matematica I e II e in Algebra Lineare e Geometria, soprattutto con il calcolo integrale e differenziale delle funzioni di una o più variabili, l’algebra e il calcolo vettoriale. Strumenti e concetti appresi nell'insegnamento di Fisica I sono un prerequisito fondamentale.

Campi elettrici stazionari (~10 ore -1credito): Legge di Coulomb, campo elettrico, potenziale elettrico, moto di una carica in un campo elettrico uniforme. Distribuzioni discrete e continue di carica. Dipolo elettrico, forza e coppia su un dipolo elettrico in un campo elettrico uniforme. Legge di Gauss per il campo elettrico, applicazioni. Capacità elettrica, condensatori. Energia del campo elettrico. Conduttività elettrica, legge di Ohm, effetto Joule. Campi magnetici stazionari (~15 ore – 1.5 crediti): Forza magnetica su una carica in moto, forza di Lorentz. Moto di una carica in un campo magnetico uniforme. Forza magnetica su una corrente elettrica, coppia magnetica su una spira rettangolare e di forma qualsiasi, momento di dipolo magnetico. 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. Solenoide di lunghezza infinita e di lunghezza finita. Legge di Ampère. Legge di Gauss per il campo magnetico. Equazioni di Maxwell in forma differenziale e integrale per campi stazionari. Campi elettromagnetici dipendenti dal tempo (~15 ore -1.5crediti): Induzione elettromagnetica, legge di Faraday-Henry, moto relativo di un conduttore e di un campo magnetico. Autoinduzione. Circuiti accoppiati, mutua induzione. Energia del campo magnetico. Principio di conservazione della carica, legge di Ampère-Maxwell. Equazioni di Maxwell in forma differenziale e integrale per campi elettromagnetici dipendenti dal tempo nel vuoto. Onde elettromagnetiche (~10 ore -1credito): Propagazione delle onde, cenni sulle onde elastiche. Equazione delle onde elettromagnetiche (derivazione 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.

L'insegnamento (5 crediti) si articola in 37.5 ore di lezione e 12.5 ore di esercitazioni

Testo di riferimento per teoria ed esercizi: P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Fisica, Elettromagnetismo - Onde, vol. II, EdiSES, Napoli, 2010. Il libro di testo contiene numerosi esercizi e problemi, anche svolti. Ulteriore materiale di supporto (videolezioni, diapositive, eserciziari), a cura dei docenti, sarà messo a disposizione degli studenti mediante il portale della didattica.

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

Exam: Compulsory oral exam; Computer-based written test in class using POLITO platform;

... Modalità di esame: Test informatizzato; Prova orale obbligatoria; Prenotazione obbligatoria. L’esame valuta la conoscenza e la comprensione degli argomenti elencati nel programma ufficiale, unitamente alla loro applicazione e alla soluzione di problemi numerici e simbolici. La prenotazione è obbligatoria per poter sostenere l’esame e va effettuata attraverso il Portale della Didattica, rispettando tassativamente le modalità e le scadenze stabilite dalla Segreteria Didattica. Durante le prove, non è consentito utilizzare libri, appunti o altro materiale didattico attinente al programma del Corso. Non è consentito l’uso di calcolatrici personali. E' disponibile l'uso della calcolatrice sui computer del LAIB. L’esame si articola nelle seguenti parti: 1) test a risposta multipla, della durata di mezz'ora, con 15 domande relative sia ad argomenti teorici che applicativi. Il test è superato con un punteggio minimo di 15/30. Il punteggio massimo conseguibile al test è pari 30/30. Il voto del test è ottenuto assegnando 2 punti ad ogni risposta corretta; 0 punti ad ogni risposta non data; ed una penalità pari -0.6 per ogni risposta errata. 2) prova orale, a cui possono accedere solo gli studenti che hanno superato il test a risposta multipla di cui al punto 1). La prova orale consta generalmente di due domande. Una domanda di tipo applicativo (soluzione di un problema) e una domanda di tipo teorico. Il voto massimo conseguibile dopo la prova orale è ottenuto tenendo conto anche del voto di test ed è pari a 30/30. Eccezionalmente sarà anche assegnata una votazione pari a 30 e lode. La prova orale deve essere sostenuta nello stesso appello in cui è stato superato il test, pena la decadenza della validità del test stesso, e potrà includere la discussione del test. L'esame di Elettromagnetismo si intende superato con una votazione complessiva (test + orale) pari a 18/30. Importante: Il voto registrato è unico per l'insegnamento integrato di Elettromagnetismo e Teoria dei Circuiti. Il voto sarà determinato da una media ponderata del voto conseguito in entrambi i moduli (cioè Elettromagnetismo e Teoria dei Circuiti). L’esame dei due moduli deve essere sostenuto nello stesso anno accademico.

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.