Politecnico di Torino
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Anno Accademico 2009/10
14AXPFD, 14AXPEU, 14AXPEX, 14AXPFN
Fisica II
Corso di Laurea in Ingegneria Elettrica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Chimica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Dei Materiali - Torino
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Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Kaniadakis Giorgio ORARIO RICEVIMENTO A2 FIS/03 56 28 0 0 15
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
FIS/01 7.5 A - Di base Formazione fisica
Obiettivi dell'insegnamento
Si tratta di un insegnamento di base di 7.5 crediti articolato in 56 ore di lezioni ed in 28 ore di esercitazioni. Il corso ha un duplice obiettivo. Da una parte fornisce una descrizione unitaria ed organica dei fenomeni elettromagnetici ed ondosi e dall'altra parte enfatizza le metodologie di indagine fisica e il rigore della descrizione dei fenomeni fisici trattati. Gli argomenti del corso sono raggruppati in quattro sezioni, organicamente correlate fra loro. In fine in una quinta sezione vengono introdotti i fondamenti della fisica moderna e si considerano alcune applicazioni tecnologiche specifiche per l'area di formazione.
Competenze attese
Al termine dell'insegnamento lo studente acquisirà competenze che gli permetteranno di affrontare criticamente problematiche specifiche che emergono durante la trattazione dei fenomeni elettromagnetici e ondosi. Infine lo studente potrà affrontare alcuni problemi elementari che richiedono la conoscenza dei principi basilari della fisica moderna.
Prerequisiti
Ai fini di una buona comprensione degli argomenti trattati nel corso si richiede una familiarità del contenuto dei corsi di Fisica I, Analisi I, Geometria.
Programma
Parte I ' Elettrostatica e Corrente Elettrica.
Legge di Coulomb. Campo elettrico. Teorema di Gauss. Energia potenziale. Potenziale elettrico. Dipolo elettrico. Il campo elettrico in conduttori e in dielettrici. Capacità. Condensatori. Corrente elettrica. Resistenza. Legge di Ohm. Introduzione ai circuiti elettrici. Carica e scarica di un condensatore.

Parte II ' Magnetostatica
Campo magnetico. Forza magnetica su una carica in moto e su un conduttore. Spira in un campo magnetico. Sorgenti del campo magnetico. Legge di Biot-Savart. Forza magnetica fra due conduttori paralleli. Legge di Ampère per la magnetostatica. Campo in un solenoide. Legge di Gauss per il magnetismo. Materiali diamagnetici, paramagnetici e ferromagnetici.

Parte III ' Elettromagnetismo
Legge di Faraday dell'induzione elettromagnetica. Forze elettromotrici nei circuiti in moto in campo magnetico. Legge di Lenz. Forze elettromotrici indotte da campi variabili nel tempo. Autoinduzione. Mutua induzione. Circuiti RL ed RCL. Oscillazioni in un circuito. Circuiti in corrente alternata. Legge di Ampère per correnti variabili nel tempo: la corrente di spostamento. Le equazioni di Maxwell in forma integrale e differenziale.

Parte IV - Onde elettromanetiche e Ottica
Le equazioni di Maxwell nel vuto. Onde elettromagnetiche piane. Energia e quantità di moto di un onda elettromagnetica. Vettore di Poynting. Lo spettro delle onde elettromagnetiche. Polarizzazione delle onde piane. Riflessione e rifrazione della luce. Principio di Huygens. Principio di Fermat. Ottica Geometrica. Specchi e lenti. Ottica Fisica. Interferenza e diffrazione.

Parte V - Fisica Moderna ed Applicazioni
Introduzione alla relativita ristretta. Principio di relatività. Principio di costanza della velocità della luce. Trasformazioni di Galileo e di Lorentz. Cinematica relativistica. Contrazione delle lunghezze e dilatazione dei tempi. Effetto Doppler. Additività relativistica delle velocità. Dinamica relativistica. Massa relativistica. Quantità di moto relativistica. Energia cinetica relativistica. Energia di riposo.
Introduzione alla Meccanica Quantistica. Funzione d'onda. Equazione di Schroedinger. Principio di indeterminazione di Heisemberg.
Laboratori e/o esercitazioni
Per tutti gli argomenti trattati durante le lezioni sono previste esercitazioni in aula. Per i problemi considerati viene sviluppata sia la metodologia di analisi che le tecniche di calcolo per la loro soluzione.
Bibliografia
Testo di riferimento:
R.A. Serway, R.J. Beichner: Fisica per Scienze ed Ingegneria, Volume II. EdiSES ' Napoli.
D. Halliday, R. Resnick, J. Walker: Fondamenti di Fisica: Elettrologia, Magnetismo e Ottica. CEA ' Milano.
Testo per approfondimento:
P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, FISICA Volume II. EdiSES ' Napoli.
Esercizi on line:
Sul sito del Politecnico lo studente può trovare vari esercizi già svolti
Verifica la disponibilita in biblioteca
Controlli dell'apprendimento / Modalità d'esame
L'esame consiste in una prova scritta in aula o in laboratorio informatico con perfetta equivalenza nei loro contenuti, sia nella loro struttura. L'esame viene completato con una prova orale.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2009/10
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