B030786 - FISICA II CON LABORATORIO

italiano

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.

Lo studio delle dispense riassuntive non è sufficiente, è necessario approfondire utilizzando un testo di fisica II per corsi universitari, come ad esempio:
- Serway-Jewett, FISICA per Scienze e Ingegneria vol II, V edizione, Edises
- R. Wolfson, FISICA 2, Pearson
Per la teoria degli errori è consigliato:
- J.R Taylor, Introduzione all'analisi degli errori, Zanichelli.

Conoscenze:
- fondamenti di elettromagnetismo e ottica.
Competenze acquisite:
- preparazione di base nella fisica classica dell'interazione elettromagnetica e concetti fondamentali necessari per risolvere semplici problemi,
- preparazione nella misura di grandezze ottiche ed elettriche con strumentazione di base (con trattazione delle incertezze).
Capacità acquisite al termine del corso:
- schematizzazione e risoluzione di problemi nei campi della fisica citati e in campi diversi,
- capacità di effettuare semplici misure ottiche ed elettriche per la caratterizzazione dei parametri ottici ed elettrici principali.

Corsi vincolanti: Matematica, Fisica I

CFU: 9
Numero di ore relative alle attività in aula: 48+20
Ore in laboratorio: 16

Utilizzo della piattaforma e-learning (moodle) per comunicazioni e condivisione materiale didattico.
Ricevimento su appuntamento (silvia.nava@unifi.it).

Verranno effettuate 2-3 verifiche scritte intermedie (parziali di Fisica II) e 3 esperienze di laboratorio con relativa relazione, seguite da esame orale finale. L'esito dei parziali e delle relazioni contribuirà alla votazione finale e potrà in parte sostituire l'esame orale.

Carica elettrica. Interazione fra cariche elettriche: legge di Coulomb. 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 una carica 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 puntiforme. Differenza di potenziale fra due piani carichi uniformemente. Superfici equipotenziali. 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.