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Anno Accademico 2016/17
05QPWLZ, 05QPWJM, 05QPWLI, 05QPWLN, 05QPWLS, 05QPWLX, 05QPWMA, 05QPWMB, 05QPWMK, 05QPWMN, 05QPWPI, 05QPWPL
Fisica II - Talenti
Corso di Laurea in Ingegneria Aerospaziale - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica (Mechanical Engineering) - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Dell'Autoveicolo (Automotive Engineering) - Torino
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Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Allia Paolo Maria Eugenio Icilio ORARIO RICEVIMENTO     80 20 0 18 2
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
FIS/01
FIS/03
5
5
A - Di base
A - Di base
Fisica e chimica
Fisica e chimica
Presentazione
Questo insegnamento, collocato al I semestre del secondo anno, fornisce solide basi teoriche e specifici approfondimenti destinati agli studenti delle aree dell'Ingegneria Industriale e Gestionale appartenenti al Percorso per i Giovani Talenti. E' quindi un corso di elevato profilo culturale idoneo ad arrichirne il percorso di formazione.
Il corso è suddiviso in due parti: nella prima (Elettromagnetismo Classico) sono trattati argomenti fondamentali quali l'Elettromagnetismo Classico, le Equazioni di Maxwell e le proprietà delle Onde Elettromagnetiche piane. La seconda parte (Onde ed Introduzione alla Meccanica Quantistica) contiene approfondimenti sui fenomeni ondulatori classici, l'ottica ondulatoria, il tema della crisi della fisica classica e della transizione alle basi della fisica moderna, con particolare riguardo alle implicazioni metodologiche e pratiche della fisica quantistica.
Risultati di apprendimento attesi
- Conoscenza degli effetti delle correnti elettriche e conoscenza della magnetostatica.
- Capacità di applicare la magnetostatica a problemi semplici.
- Conoscenza dei principi base dei campi elettrici e magnetici dipendenti dal tempo.
- Conoscenza delle equazioni di Maxwell.
- Capacità di applicare le equazioni di Maxwell per risolvere problemi elettromagnetici elementari.
- Conoscenza delle proprietà delle onde elettromagnetiche.
- Conoscenza dell'equazione delle onde in tre dimensioni.
- Capacità di utilizzare l'equazione delle onde per risolvere il problema dell'irraggiamento di onde meccaniche ed elettromagnetiche in tre dimensioni da sorgenti puntiformi
- Conoscenza dell'ottica fisica basata su fenomeni ondulatori.
- Capacità di applicare le leggi dell'ottica ondulatoria a semplici problemi.
- Conoscenza preliminare delle leggi e dei princìpi della meccanica quantistica.
- Capacità di risolvere problemi elementari di meccanica quantistica.
- Conoscenza delle statistiche quantistiche.
Prerequisiti / Conoscenze pregresse
- Fisica di base (meccanica, termodinamica)
- Matematica di base, matematica avanzata, geometria
Programma
Prima parte

- Richiami di elettrostatica: forza elettrica, campo e potenziale elettrico; corrente elettrica e legge di Ohm; forze magnetiche su correnti elettriche; campi magnetostatici e loro generazione; leggi di Ampere-Laplace e Biot-Savart; polarizzazione elettrica della materia; campo magnetico nella materia (diamagnetismo, paramagnetismo e ferromagnetismo); campi elettrici e magnetici dipendenti dal tempo; induzione elettromagnetica (4,5 CFU)
- Equazioni di Maxwell, soluzioni ondulatorie e propagazione di campi elettromagnetici (1,5 CFU)

Seconda parte

- Onde in tre dimensioni; radiazione di monopòlo e dipòlo; ottica fisica: interferenza e diffrazione (1,5 CFU)
- Inadeguatezza della fisica classica (descrizione di alcuni esperimenti cruciali e loro interpretazione, necessità di formulazione di una nuova teoria fisica); equazione e rappresentazione di Schrödinger; proprietà degli operatori quantistici in rappresentazione di Schrödinger; misura di una grandezza fisica; principio di indeterminazione (1,5 CFU)
- Analisi di problemi quantistici unidimensionali; cenni all'atomo di idrogeno; equazione di Schrödinger per una schiera infinita di buche di potenziale e origine delle bande di energia nei solidi; la distribuzione di Bose-Einstein per i fotoni e di Fermi-Dirac per gli elettroni (1 CFU)

Le esercitazioni in aula riguardano la risoluzione di semplici problemi, con applicazioni di quanto trattato nelle lezioni immediatamente precedenti. Può essere richiesto in taluni casi l'uso di calcolatrici scientifiche (personali, di ciascuno studente).
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico
- "Elementi di FISICA Elettromagnetismo e onde" P. MAZZOLDI, M. NIGRO e C. VOCI -II Edizione (ED. EDISES)
- dispense o materiale didattico integrativo fornito dai docenti
Criteri, regole e procedure per l'esame
L'esame finale comprende uno scritto obbligatorio ed un orale opzionale.
La prova scritta si divide a sua volta in due sezioni sequenziali; la prima sezione contiene tre problemi simbolici e/o numerici relativi agli argomenti principali della prima parte del corso e dell’ottica fisica (interferenza, diffrazione). Gli studenti che superano la prima sezione accedono alla seconda sezione che contiene tre domande di teoria a risposta aperta sulla prima e seconda parte del corso.
Il punteggio massimo conseguibile nella prima sezione è pari a 30 trentesimi, quello conseguibile nella seconda sezione è pari a 33 trentesimi. Il voto è la media aritmetica dei punteggi conseguiti, con arrotondamento all’intero più prossimo; se il voto è superiore a 30, viene attribuita la lode. Il tempo complessivamente assegnato per la prima sezione è di 2h e di 1h per la seconda; per accedere alla seconda sezione occorre aver realizzato un punteggio pari a 18 trentesimi. Durante la prima sezione della prova scritta gli studenti possono avvalersi solo dell’ausilio di una calcolatrice.
L'orale opzionale ha una durata di 20 min, e riguarda tutti gli argomenti trattati nelle lezioni. In caso di effettuazione della prova orale, il voto finale è una media pesata della valutazione di scritto e orale.
Altre informazioni

Il corso viene tenuto da due docenti responsabili rispettivamente: a) della prima parte (6 CFU) e b) della seconda parte (4 CFU).
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2016/17
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