La carica elettrica, legge di Coulomb, teorema di Gauss. Campo elettrico e
differenza di potenziale.Corrente elettrica,. Circuiti elettrici. Il campo magnetico,
Induzione elettromagnetica, induttanza, correnti alternate, onde elettromagnetiche. Misura di grandezze fisiche. Teoria degli errori. Esercitazioni di laboratorio con misure ottiche ed elettriche
1) Serway-Jewett, FISICA per Scienze e Ingegneria vol II, V edizione, Edises
2) R. Wolfson, FISICA 2, Pearson
3)J.R Taylor Introduzione all'analisi degli errori, Zanichelli
Obiettivi Formativi
Conoscenze:
Fondamenti di elettromagnetismo e ottica.
Competenze acquisite:
Gli studenti acquisiranno una preparazione di base nella fisica classica e
acquisiranno i concetti fondamentali necessari per risolvere semplici problemi.
Gli studenti avranno una introduzione alla trattazione delle incertezze nelle misure delle grandezze fisiche.
Effettueranno delle misure ottiche ed elettriche in laboratorio con strumentazione di base.
Capacità acquisite al termine del corso:
Per la schematizzazione e la risoluzione di problemi nei campi della fisica citati e in
campi diversi.
Saranno capaci di effettuare semplici misure ottiche ed elettriche per la caratterizzazione dei parametri ottici ed elettrici principali
Prerequisiti
Corsi vincolanti: Matematica, Fisica I
Corsi raccomandati: nessuno
Metodi Didattici
CFU: 9
Numero di ore relative alle attività in aula: 48+24
ore in laboratorio: 12
Modalità di verifica apprendimento
Verranno effettuate 3 verifiche intermedie e saranno effettuate 3 esperienze di laboratorio con relativa relazione
L'esito delle verifiche e delle relazioni contribuirà alla votazione finale
Programma del corso
Carica elettrica. Interazione fra cariche elettriche: legge di Columb. Principio di
sovrapposizione. Definizione di campo elettrico.
Teorema di Gauss per il campo
elettrico.Applicazione del teorema di Gauss per il calcolo di campi elettrici di alcune
distribuzioni di carica. Moto di carica e dipolo in presenza di campo elettrico.
Conduttori e isolanti.Campo elettrico e distribuzione di
carica nei conduttori in condizioni statiche. Lavoro e campo elettrico. Differenza di
potenziale. Il potenziale di una carica. Differenza di potenziale fra due piani carichi
uniformemente. Superfici equipotenziali. Potenziale e campo elettrico. Potenziale di
conduttori isolati. Energia di un sistema di cariche. Energia e campo elettrico.
Condensatori e capacita'. Capacita' di un condensatore a facce piane e
parallele.Energia di un condensatore. Condensatori in serie ed in parallelo.
Corrente elettrica. Resistenza elettrica e legge di Ohm. Circuiti elettrici. Forza
elettromotrice. Potenza dissipata su una resistenza. Resistenze in serie ed in
parallelo. Leggi di Kirchoff. Campo magnetico. Forza di Lorentz. Moto di una carica
elettrica in presenza di un campo magnetico.Forza magnetica su una corrente.
Momento di forze ed energia di una spira percorsa da corrente in presenza di un
campo magnetico. Teorema di Gauss per il campo magnetico. Prima legge di
Laplace. Teorema di Ampere. Campo magnetico di un solenoide rettilineo percorso
da corrente. Esperienze su correnti elettriche indotte. Legge di Faraday-Neumann
Legge di Lenz. Generatore elettrico. Le equazioni di Maxwell.
Definizione operativa di misura di una grandezza fisica. Introduzione alla teoria degli
errori sistematici e statistici e loro propagazione. Chi quadro, minimo di Chi quadro e
regressione lineare. Error function. Funzione di Gauss e probabilità.
Onde
elettromagnetiche: frequenza, lunghezza d'onda e velocita' di propagazione.
Equazione delle onde. Onde stazionarie, onde piane.
Vettore di Poynting. Energia e quantità di moto trasportata dalle onde elettromagnetiche. Spettro delle onde elettromagnetiche.
Ottica ondulatoria: Sorgenti di luce: coerenti, incoerenti, monocromatiche.
Interferenza delle onde elettromagnetiche, Esperimento di Young.
Diffrazione, reticolo di diffrazione. Polarizzazione delle onde: assorbimento, riflessione.
Vengono effettuate 3 esperienze di laboratorio: 1) misura della distanza focale di una lente convergente, 2) misura della resistenza elettrica con multimetri e metodo voltamperometrico,
3) Misura dell'ampiezza e sfasamento di un segnale elettrico con un filtro passa-basso e oscilloscopio digitale