Fisica 2: registro con gli argomenti delle lezioni 2020/21

 

N. Data Ora Argomenti
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14-16 Introduzione al corso. Definizione di elettromagnetismo classico. Parentesi matematica, calcolo vettoriale: prodotto scalare, prodotto vettore, definizione di campo scalare, vettoriale e tensoriale, vettore nabla, gradiente, divergenza, rotore e relazioni operatoriali utili.
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La fisica come disciplina induttivo-deduttiva. Forza di Lorentz ed Equazioni di Maxwell (enunciate solo come assiomi della teoria). Elettrostatica. Principi fisici. Legge di Coulomb. Unita’ di misura. Campo elettrico (definizione). Campo elettrico di particella puntiforme e di una distribuzione continua di cariche. Approssimazione della continuita’ della carica elettrica.
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Densita’ di carica (di volume, lineare e di superficie). Notazione per integrali di volume e di superficie. Metodo di visualizzazione delle linee di campo. Flusso di un campo vettoriale uniforme. Flusso di un campo vettoriale attraverso superfici arbitrarie. Flusso del campo elettrico: legge di Gauss. Teorema di Gauss (enunciato). Teorema del gradiente.
4 8/10 14-16 Teorema di Gauss (dimostrazione).
Legge di Stokes (del rotore). Versori per le coordinate polari. Gradiente in coordinate polari (prima parte).
5 13/10 11-13 Gradiente in coordinate polari (fine). Divergenza in coordinate polari. Delta di Dirac multidimensionale. Connessione tra divergenza, Laplaciano e delta di Dirac. 1^ equazione di Maxwell e interpretazione fisica. Potenziale scalare per l’elettrostatica. 2^equazione di Maxwell.
6 14/10 11-13 Proprieta’ del potenziale: nome, ridondanza, significato fisico, arbitrarieta’, principio di sovrapposizione, unita’ di misura. Equazione di Poisson ed equivalenza con le equazioni di Maxwell.Legge di Coulomb dalle Eq. di Maxwell (equivalenza logica dei principi fisici e delle Eq. di Maxwell). Esercizi esemplificativi: distribuzione di cariche simmetriche rispetto al centro di un cerchio; campo elettrico di un filo infinito; campo elettrico di un segmento finito.
7 15/10 14-16 Superfici cariche: comportamento del campo ortogonale e tangenziale. Lavoro compiuto per muovere una carica in un campo. Differenza di potenziale: corrente continua, corrente alternata, massa, terra. Energia del campo elettrico per distribuzione discreta e continua di cariche. Energia in termini del campo. Energia delle cariche puntiformi.
8 20/10 11-13 Dove si trova l’energia del campo; principio di sovrapposizione. Unicita’ delle soluzioni delle equazioni di Maxwell. Conduttori e isolanti. Proprieta’ dei conduttori: Campo elettrico interno. Induzione elettrostatica ed elettroscopio; densita’ di carica interna; cariche solo superficiali; il conduttore e’ equipotenziale; il campo elettrico esterno e’ ortogonale alla superficie. Gabbia di Faraday, schermo elettrostatico
9 21/10 11-13 Parafulmine ed effetto punta. Circuiti elettrici. Condensatore piano: campo elettrico, potenziale. Capacita’. Condensatori in serie e in parallelo. Esercizio: capacita’ di due cilindri coassiali. Energia del condensatore in funzione del campo.
10 22/10 14-16 Energia del condensatore in funzione della differenza di potenziale. Dipolo elettrico e suo potenziale. Momento di dipolo. Sviluppo in multipoli. Elettrostatica in presenza di materia. Potenziale di un oggetto in approssimazione di dipolo.
11 27/10 11-13 Dipolo fisico e dipolo puro. Elettrostatica in presenza di materia. Dielettrici. Polarizzazione e vettore di polarizzazione P. Campo prodotto dalla polarizzazione (cariche di polarizzazione di superficie e di volume). Vettore spostamento e equazioni di Maxwell per la elettrostatica in presenza di materia. Superfici cariche in presenza di dielettrici.
12 28/10 11-13 Dielettrici lineari. Costante di permettivita’ e costante dielettrica. Costante dielettrica di alcuni materiali. Effetto di schermaggio. Condensatore piano con dielettrico. Considerazioni conclusive elettrostatica: ruolo delle diverse equazioni di Maxwell. Magnetostatica. Dati sperimentali (5) alla base della teoria. Forza di Lorentz e definizione di campo di induzione magnetica. Pseudovettori (vettori assiali).