Il corso illustra le leggi fondamentali dell’Elettromagnetismo classico e della propagazione delle onde elettromagnetiche.

L'insegnamento si propone di trasmettere le conoscenze di base relative a principi fisici, basi matematiche ed evidenze sperimentali dei fenomeni descritti dalle equazioni di Maxwell utilizzate nella loro forma integrale e differenziale. Sono trattati in particolare i fenomeni elettrostatici e magnetostatici in relazione alle loro sorgenti, il caso più generale nel caso di sorgenti e/o campi dipendenti dal tempo e la propagazione delle onde elettromagnetiche. Ci si attende che lo studente sviluppi l’abilità di applicare le suddette conoscenze a problemi scientifici semplici di rilevanza in campo ingegneristico, riguardanti i fenomeni elettromagnetici nei regimi stazionario e dipendente dal tempo, e di propagazione delle radiazioni elettromagnetiche.

La comprensione degli argomenti del corso presuppone familiarità con gli strumenti matematici trattati nei corsi di Analisi matematica I e II e di Geometria, soprattutto con il calcolo differenziale e integrale delle funzioni di una o più variabili (compresi integrali di linea, di superficie e di volume), l’algebra e il calcolo vettoriale. Strumenti e concetti appresi nel corso di Fisica I sono un prerequisito importante. In particolare, il principio di conservazione dell'energia e l’Elettrostatica nel vuoto, parzialmente sviluppata nel suddetto corso, sono indispensabili per la comprensione degli argomenti trattati nel corso di Fisica II. Di tali argomenti vengono pertanto presentati solo brevi richiami all’inizio del corso.

ELETTROSTATICA Richiamo di elettrostatica nel vuoto e legge di Gauss; calcolo di campo e potenziale elettrostatico per varie distribuzioni di cariche; dipolo elettrico, forza e coppia su un dipolo elettrico in un campo elettrico uniforme; conduttori e dielettrici, capacità e condensatori; energia e densità di energia del campo elettrico. CIRCUITI E CORRENTI ELETTRICHE Corrente continua: intensità e densità di corrente; legge di Ohm; resistenza elettrica, resistività e conducibilità; effetto Joule, forza elettromotrice; carica/scarica di condensatore. MAGNETOSTATICA Il campo magnetico. Forza magnetica su una carica in moto, forza di Lorentz. Moto di una carica in un campo magnetico uniforme; l’effetto Hall classico. 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. Il solenoide di lunghezza indefinita, solenoide di lunghezza finita. Legge di Ampère. Legge di Gauss per il campo magnetico; campo magnetico nella materia. CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI VARIABILI NEL TEMPO Forze elettromotrici e correnti indotte, autoinduzione, circuiti RL, energia e densità di energia del campo magnetico, circuiti oscillanti LC, corrente di spostamento. Equazioni di Maxwell in forma integrale e differenziale. FENOMENI ONDULATORI ED ONDE ELETTROMAGNETICHE Introduzione generale ai fenomeni ondulatori. Onde elettromegnatiche nel vuoto come soluzione delle equazioni di Maxwell. Polarizzazione. Vettore di Poynting. Spettro delle onde elettromagnetiche. Luce come onda elettromagnetica.

Il corso si articola in lezioni ed in esercitazioni in aula riguardanti la risoluzione di problemi sugli argomenti delle lezioni. Per le esercitazioni in aula gli studenti sono suddivisi in due squadre.

- P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, "Fisica, Elettromagnetismo - Onde", Terza Edizione a cura di R.C. Iotti e G. Barbero (EdiSES, Napoli, 2021). - D. Halliday, R. Resnick, J. Walker "Fondamenti di Fisica (Elettrologia Magnetismo Ottica)" , Casa Editrice Ambrosiana (Milano 2001) - - Materiale didattico fornito dalla docente

Modalità di esame: Test informatizzato in laboratorio; Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa;

Exam: Computer lab-based test; Written test; Optional oral exam;

... L'esame finale comprende un test con quesiti a risposta multipla, uno scritto ed un orale facoltativo. Il test, da svolgere in laboratorio o tramite PC con la piattaforma EXAM di ateneo, dà accesso allo scritto se superato con almeno 15/30, ma il suo esito positivo non concorre alla formulazione del voto finale. Lo scritto prevede la risoluzione di problemi relativi agli argomenti svolti e domande di teoria. La prova è superata se si ottiene un punteggio allo scritto almeno pari a 18/30. Il voto finale è costituito dal voto dello scritto, a meno che non si opti per l'ulteriore prova orale. L'orale, facoltativo, ha una durata media di 20-30 min, e riguarda tutti gli argomenti trattati nelle lezioni incluse le dimostrazioni. In questo caso il voto finale terrà conto dell'esito dell'esame orale. La docente si riserva di convocare eventualmente gli studenti ad una prova orale per la formulazione del voto finale, in casi in cui sorgessero dubbi sul corretto svolgimento della prova scritta. N.B. La prova scritta, così come l'eventuale prova orale, deve essere sostenuta nello stesso appello in cui è stato superato il test.

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.