Docente
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ARMENTANO Ilaria
(programma)
PROGRAMMA FISICA 2 Elettromagnetismo Carica elettrica. Conduttori isolanti. Legge di Coulomb. Campo elettrico. Dipolo elettrico. Azione di un campo su cariche e dipoli. Campi elettrici da distribuzioni continue di cariche. Legge di Gauss in forma integrale e differenziale. Calcolo del campo elettrico con la legge di Gauss e considerazioni di simmetria. Differenza di potenziale. Potenziale elettrico di cariche puntiformi e di distribuzioni continue di cariche. Relazione tra campo elettrico e potenziale. Energia potenziale elettrostatica. Capacita' e condensatori. Dielettrici. Energia del campo elettrostatico. Circuiti con batteria e condensatori (in serie ed in parallelo). Corrente elettrica e moto delle cariche. Densita' di corrente e velocità di deriva. Resistenza e legge di Ohm. Energia nei circuiti elettrici. Fem e batterie.Resistenze in serie ed in parallelo. Leggi di Kirchhoff. Circuiti a maglia singola e a piu' maglie. Strumenti di misura: Amperometri, voltmetri e ohmmetri ed applicazioni. Circuiti RC. Campo magnetico. Forza (di Lorentz) esercitata da un campo magnetico su cariche e su fili percorsi da corrente. Moto di una carica in un campo magnetico. Applicazioni: misura (di Thompson) di q/m per l'elettrone; spettrometro di massa; ciclotrone. Momenti esercitati su spire di corrente e su magneti. Energia di un dipolo magnetico in un campo magnetico. Effetto Hall. Campo magnetico terrestre. Sorgenti di campo magnetico. Legge di Biot-Savart. Campo magnetico da circolazione di corrente in un filo, in una spira, in un solenoide. Forza magnetica tra fili. Legge di Gauss per il magnetismo. Legge di Ampere e sue limitazioni. Magnetismo della materia. Magnetizzazione e suscettivita' magnetica. Paramagnetismo, ferromagnetismo e diamagnetismo ed applicazioni. Induzione magnetica. Fem indotta e legge di Faraday-Neuman -Lenz. Fem mozionale. Generatori e motori ed applicazioni. Correnti parassite. Induttanza. Auto- e mutua-induttanza. Energia magnetica. Circuiti RL. Circuiti a corrente alternata. Valori efficaci. Corrente alternata in resistori, induttori e condensatori. Reattanze. Trasformatore. Circuiti LC e RLC senza e con generatore. Fasori. Risonanza. Filtri. Equazioni di Maxwell (in forma integrale e differenziale) e onde elettromagnetiche. Derivazione dell'equazione d'onda per le onde elettromagnetiche. Radiazione elettromagnetica e relativo spettro con applicazioni. Produzione di onde elettromagnetiche, radiazione di dipolo elettrico. Energia e impulso di un'onda elettromagnetica. Vettore di Poynting e pressione di radiazione.
Ottica geometrica e fisica Proprieta' della luce. Velocita' e sua misura. Propagazione della luce. Principi di Huygens e Fermat. Riflessione e rifrazione. Legge di Snell. Indice di rifrazione. Riflessione interna: Dispersione. Polarizzazione. Legge di Malus. Polarizzazione per riflessione e per diffusione. Sorgenti di luce coerenti e incoerenti. Specchi piani e sferici. Formazioni di immagini da specchi. Equazione di uno specchio. Formazioni di immagini per rifrazione. Lenti. Lenti sottili, convergenti e divergenti. Formazioni di immagini in tali lenti. Equazione del fabbricante di lenti. Potere di una lente. Equazione delle lenti sottili e relative convenzioni. Sistema con piu' lenti. Aberrazioni. Strumenti ottici: l'occhio, l'ingranditore semplice, il microscopio, il telescopio. Ingrandimento. Difetti dell'occhio e loro correzione. Interferenza e diffrazione. Differenza di fase e coerenza. Interferenza da due fenditure (Young). Interferenza in strati sottili. Intensità delle frange. Diffrazione da singola fenditura. Interferenza e diffrazione combinate. Uso dei fasori. Diffrazione di Fraunhofer e di Fresnel. Diffrazione e risoluzione. Applicazione all'occhio umano. Reticoli di diffrazione e loro potere risolutivo.
Fisica moderna Crisi della fisica classica e nascita della fisica moderna (quantistica). Legge di Stefan-Boltzmann, di Wien di Rayleigh-Jeans. Quanti e legge di Planck. Dualita' onda particella. Effetto fotoelettrico e Compton. Principio di indeterminazione di Heisenberg. Ipotesi di de Broglie. Interferenza e diffrazione di elettroni. Funzione d'onda e quantizzazione dell'energia in sistemi confinati. Equazione di Schrodinger Modello di Bohr per l'atomo di idrogeno. Energie e raggi delle orbite. Spiegazione delle serie spettrali. Numeri quantici. Organizzazione degli elettroni negli atomi. Sono inoltre previste le seguenti esercitazioni (obbligatorie) di Laboratorio di Fisica II: -Oscilloscopio, multimetro, generatore di funzione, alimentatore. Norme di sicurezza. -Legge sperimentale di Ohm; circuiti con resistenze in serie e in parallelo. -Studio sperimentale di un circuito RC: carica e scarica di un condensatore. -Esperienza di ottica geometrica ed ottica fisica.
(testi)
-P.A. Tipler, G. Mosca, Vol. 2: “Elettricità Magnetismo Ottica” e Vol. 3: "Fisica Moderna", ed Zanichelli. -P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci: "Fisica Volume II" ed. Edises. -R.A. Serway, J.W. Jewett, et al. "Fisica per Science ed Ingegneria 2" ed. Edises.
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