Questo insegnamento, collocato nel I semestre del secondo anno, intende fornire le basi fisiche teoriche da utilizzare nei corsi dei semestri successivi. E' quindi un corso centrale per la futura formazione dell'ingegnere nel settore del ICT.
Il corso tratta argomenti fondamentali quali l'elettromagnetismo classico e le equazioni di Maxwell, l'ottica fisica e ondulatoria.

- Conoscenza dell’elettrostatica nel vuoto e nei dielettrici
- Conoscenza dei fenomeni di conduzione elettrica nei materiali conduttori
- Conoscenza della magnetostatica.
- Conoscenza dei principi base dei campi elettrici e magnetici dipendenti dal tempo e loro interconnessioni
- Conoscenza delle equazioni di Maxwell.
- Capacità di applicare le equazioni di Maxwell per risolvere problemi di elettromagnetismo elementari.
- Conoscenza dell'ottica ondulatoria come conseguenza delle equazioni di Maxwell.
- Conoscenza delle leggi dell'ottica ondulatoria e delle proprietà delle onde elettromagnetiche.
- Capacità di applicare le leggi dell'ottica ondulatoria e geometrica in problemi base e in strumenti ottici semplici.
- Conoscenza dei fenomeni interferometrici e diffrattivi.

a.

- Fisica di base (meccanica, termodinamica)
- Matematica di base e geometria

ELETTROSTATICA
Forza elettrica, campo e potenziale elettrico; dipolo elettrico
Forze su dipolo elettrico; legge di Gauss.
Campo elettrico statico nella materia; conduttori e dielettrici , superfici equipotenziali
Condensatori e capacità.
Densità di energia del campo elettrico.
Dielettrici: Polarizzazione del materiale; campo D, equazioni di continuità dei campi

CORRENTE E RESISTENZA
Conduzione. Intensità e densità di corrente. Conservazione della carica. Corrente continua. Resistenza. Legge di Ohm. Resistività e conducibilità.
Potenza elettrica. Effetto Joule. Fora elettromotrice. Campo motore. Carica/scarica di condensatore.
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: 1 legge di Laplace. Applicazioni della legge di Laplace. Campo magnetico di una spira circolare percorsa da corrente. Dipolo magnetico. Solenoide.
Momento meccanico ed energia potenziale di un dipolo magnetico in un campo magnetico applicato.
Forza tra conduttori paralleli percorsi da corrente. 2 Legge di Laplace. Caso della spira. Motore elettrico. Legge di Ampère e sue applicazioni. Flusso di campo magnetico tra circuiti.
Campi magnetici nella materia: Diamagnetismo, paramagnetismo, ferromagnetismo. Correnti di magnetizzazione.

CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI VARIABILI NEL TEMPO
Legge dell'induzione di Faraday - Henry – Lenz e sue applicazioni. Terza equazione di Maxwell.
Induttanza e autoinduzione. Spira rotante.
Energia immagazzinata nel campo magnetico di una corrente. Densità di energia del campo magnetico.
Extracorrente di apertura/chiusura circuito.
Legge di Ampère-Maxwell: quarta equazione di Maxwell.

ONDE ELETTROMAGNETICHE
L’equazione d’onda per i campi elettrico e magnetico: derivazione da eq. Maxwell.
Caratteristiche generali delle onde. Le onde elettromagnetiche.
Parametri delle onde; onde piane e sferiche.

PROPAGAZIONE DELLE ONDE
Propagazione nel vuoto; vettore di Poynting; Intensità.
Propagazione di onde in dielettrici; polarizzabilità. Dispersione. Effetto pelle.
OTTICA GEOMETRICA
Legge di Snell per la rifrazione e la riflessione.
Equazioni di Fresnel; angolo limite (Critico), angolo di Brewster.

OTTICA FISICA
Interferenza tra onde elettromagnetiche; descrizione con fasori
Interferometro di Young. Interferenza tra N sorgenti equispaziate.

DIFFRAZIONE
Natura del fenomeno. Diffrazione di Fraunhofer da singola fenditura. Reticolo di diffrazione.

POLARIZZAZIONE DELLA LUCE
Natura dei fenomeni connessi. Stati di polarizzazione notevoli.

Il corso si articola in 45 ore di teoria e 15 ore di esercitazioni.
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).

Modulo Elettromagnetismo Classico:
- "Elementi di FISICA Elettromagnetismo e onde" P. MAZZOLDI, M. NIGRO e C. VOCI -II Edizione (ED. EDISES)

L’esame consta di due parti scritte:
- Una prima parte scritta con 2/3 problemi letterali e/o numerici
- Una seconda parte scritta con domande di teoria, accessibile solamente a fronte di una votazione di almeno 18/30 sulla prima parte scritta
- Un orale facoltativo.