ID:
2499
Durata (ore):
72
CFU:
8
Url:
MATEMATICA/PERCORSO COMUNE Anno: 2
Anno:
2023
Dati Generali
Periodo di attività
Secondo Semestre (26/02/2024 - 31/05/2024)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Acquisizione di conoscenze di base sull’elettromagnetismo classico. Conoscenza dei fenomeni, capacità di descriverli e analizzarli utilizzando modelli, adeguati strumenti matematici e leggi fisiche.
Prerequisiti
Conoscenze di Fisica dibase (meccanica,termodinamica). Conoscenze di base di calcolo vettorialee differenziale
Metodi didattici
Lezioni frontali con esercitazioni.
Simulazioni interattive. Video didattici disponibili online. Esempi basati sull’uso di software libero: calcoli e rappresentazione grafica di grandezze fisiche usando il linguaggio Python, Jupyter Notebook e JupyterLab. Dimostrazioni e semplici esperimenti didattici. Esperimenti basati sui sensori dello smartphone.
Simulazioni interattive. Video didattici disponibili online. Esempi basati sull’uso di software libero: calcoli e rappresentazione grafica di grandezze fisiche usando il linguaggio Python, Jupyter Notebook e JupyterLab. Dimostrazioni e semplici esperimenti didattici. Esperimenti basati sui sensori dello smartphone.
Verifica Apprendimento
Prova scritta ed esame orale.
La prova scritta è volta a mettere in luce la conoscenza dei concetti di base e la capacità di svolgere esercizi e risolvere problemi.
L'esame orale si basa su un colloquio sugli argomenti del corso. Può essere richiesto di presentare un argomento, di dimostrare teoremi o risultati importanti inclusi nel programma, oppure di discutere un esempio di applicazione delle leggi fisiche con valutazioni numeriche delle grandezze coinvolte.
Prove in itinere (opzionali) di cui si terrà conto nella valutazione finale: seminari, tenuti da singoli studenti o da piccoli gruppi di studenti, per esplorare esempi ed argomenti attinenti alla materia ed al percorso formativo, concordati con il docente.
Elementi di valutazione: conoscenza e comprensione degli argomenti; capacità di esposizione e proprietà di linguaggio; capacità di applicare le conoscenze acquisite per discutere gli esempi o gli esercizi proposti.
La prova scritta è volta a mettere in luce la conoscenza dei concetti di base e la capacità di svolgere esercizi e risolvere problemi.
L'esame orale si basa su un colloquio sugli argomenti del corso. Può essere richiesto di presentare un argomento, di dimostrare teoremi o risultati importanti inclusi nel programma, oppure di discutere un esempio di applicazione delle leggi fisiche con valutazioni numeriche delle grandezze coinvolte.
Prove in itinere (opzionali) di cui si terrà conto nella valutazione finale: seminari, tenuti da singoli studenti o da piccoli gruppi di studenti, per esplorare esempi ed argomenti attinenti alla materia ed al percorso formativo, concordati con il docente.
Elementi di valutazione: conoscenza e comprensione degli argomenti; capacità di esposizione e proprietà di linguaggio; capacità di applicare le conoscenze acquisite per discutere gli esempi o gli esercizi proposti.
Testi
P. Mazzoldi, A. Nigro, C. Voci, Fisica, EdiSES, vol. II, Terza edizione
H. D. Young, R. A Freedman, Principi di Fisica, Volume II, Elettromagnetismo e ottica, Quindicesima edizione, Pearson
C. Mencuccini, V. Silvestrini, FISICA, Elettromagnetismo e Ottica, Casa Editrice Ambrosiana
R. Serway, J. Jewett, Fisica per Scienze e Ingegneria, Edises, Vol. 2, quinta edizione
H. D. Young, R. A Freedman, Principi di Fisica, Volume II, Elettromagnetismo e ottica, Quindicesima edizione, Pearson
C. Mencuccini, V. Silvestrini, FISICA, Elettromagnetismo e Ottica, Casa Editrice Ambrosiana
R. Serway, J. Jewett, Fisica per Scienze e Ingegneria, Edises, Vol. 2, quinta edizione
Contenuti
CARICHE ELETTRICHE, FORZE ELETTRICHE, CAMPO ELETTRICO.
Isolanti e conduttori. Struttura elettrica della materia. Induzione elettrostatica. Legge di Coulomb. Campo elettrico. Campo elettrostatico generato da distribuzioni di carica. Linee di campo.
LAVORO DELLA FORZA ELETTRICA. ENERGIA POTENZIALE. POTENZIALE ELETTRICO.
Lavoro della forza elettrica. Potenziale elettrico ed energia potenziale. Energia potenziale di un sistema di cariche. Conservazione dell'energia per una carica in moto in un campo elettrostatico. Energia di legame dell'elettrone nell'atomo di idrogeno.
Il campo come gradiente del potenziale. Potenziale e campo elettrico generati da un dipolo. Dipolo in un campo elettrico uniforme.
LEGGE DI GAUSS PER IL CAMPO ELETTRICO.
Legge di Gauss per il campo elettrico. Calcolo del campo elettrico e del potenziale generati da distribuzioni di carica. Legge di Gauss in forma differenziale. Divergenza. Rotore. Teorema di Stokes. Equazioni di Maxwell per l'elettrostatica.
CONDUTTORI. CONDENSATORI. DIELETTRICI
Conduttori in equilibrio. Teorema di Coulomb. Induzione elettrostatica. Capacità di un conduttore isolato. Condensatori. Collegamento di condensatori in parallelo e in serie. Lavoro di carica di un condensatore.
Dielettrici. Costante dielettrica. Polarizzazione dei dielettrici.
CORRENTE ELETTRICA. RESISTENZA. CIRCUITI
Conduzione elettrica. Densità dei portatori di carica nei metalli. Corrente elettrica. Densità di corrente. Proprietà delle correnti stazionarie.
Modello classico della conduzione elettrica (Drude-Lorentz). Legge di Ohm in forma vettoriale. Conducibilità. Resistività. Resistenza elettrica. Superconduttori. Effetto Joule. Resistori in serie e in parallelo.
Forza elettromotrice. Resistenza interna di un generatore. Circuito RC. Leggi di Kirchhoff per le reti elettriche.
FORZE MAGNETICHE. CAMPO MAGNETICO
Forze magnetiche. Campo magnetico. Legge di Gauss per il campo magnetico. Seconda equazione di Maxwell. Forza di Lorentz. Forza magnetica su un conduttore percorso da corrente. Momento meccanico agente su una spira in un campo magnetico uniforme. Principio di equivalenza di Ampère. Effetto Hall.
Campo magnetico prodotto da una corrente. Legge di Biot-Savart. Forza magnetica fra due conduttori paralleli percorsi da corrente.
LEGGE DI AMPÈRE.
Legge di Ampère. Legge di Ampère in forma locale. Campo magnetico prodotto da una spira circolare. Solenoide rettilineo indefinito. Momento magnetico orbitale dell'elettrone.
FLUSSO MAGNETICO. INDUZIONE ELETTROGMAGNETICA. LEGGE DI FARADAY
Flusso tra circuiti. Autoflusso. Coefficiente di autoinduzione e di mutua induzione.
Legge di Faraday dell'induzione elettromagnetica. Legge di Lenz. Terza equazione di Maxwell. Generatore di forza elettromotrice sinusoidale.
Autoinduzione. Circuito RL. Energia magnetica. Induzione mutua.
CORRENTE DI SPOSTAMENTO
Corrente di spostamento. Legge di Ampère-Maxwell. Quarta equazione di Maxwell.
CORRENTI ALTERNATE
Correnti alternate. Circuito LC. Circuito RLC serie: regime transitorio. Analogia elettromeccanica.
Circuito RLC serie alimentato da un generatore di f.e.m. sinusoidale. Impedenza. Risonanza.
Fasori. Metodo simbolico per lo studio dei circuiti in corrente alternata. Collegamenti in serie e in parallelo. Ammettenza.
Potenza nei circuiti in corrente alternata. Valori efficaci.
ONDE ELETTROMAGNETICHE
Onde piane armoniche. Onde elettromagnetiche piane (come soluzione delle equazioni di Maxwell).
Onde polarizzate. Spettro della radiazione elettromagnetica.
Energia associata all'onda elettromagnetica.
Vettore d'onda. Onde in più dimensioni. Riflessione e rifrazione di onde elettromagnetiche; riflessione totale. Dispersione
Isolanti e conduttori. Struttura elettrica della materia. Induzione elettrostatica. Legge di Coulomb. Campo elettrico. Campo elettrostatico generato da distribuzioni di carica. Linee di campo.
LAVORO DELLA FORZA ELETTRICA. ENERGIA POTENZIALE. POTENZIALE ELETTRICO.
Lavoro della forza elettrica. Potenziale elettrico ed energia potenziale. Energia potenziale di un sistema di cariche. Conservazione dell'energia per una carica in moto in un campo elettrostatico. Energia di legame dell'elettrone nell'atomo di idrogeno.
Il campo come gradiente del potenziale. Potenziale e campo elettrico generati da un dipolo. Dipolo in un campo elettrico uniforme.
LEGGE DI GAUSS PER IL CAMPO ELETTRICO.
Legge di Gauss per il campo elettrico. Calcolo del campo elettrico e del potenziale generati da distribuzioni di carica. Legge di Gauss in forma differenziale. Divergenza. Rotore. Teorema di Stokes. Equazioni di Maxwell per l'elettrostatica.
CONDUTTORI. CONDENSATORI. DIELETTRICI
Conduttori in equilibrio. Teorema di Coulomb. Induzione elettrostatica. Capacità di un conduttore isolato. Condensatori. Collegamento di condensatori in parallelo e in serie. Lavoro di carica di un condensatore.
Dielettrici. Costante dielettrica. Polarizzazione dei dielettrici.
CORRENTE ELETTRICA. RESISTENZA. CIRCUITI
Conduzione elettrica. Densità dei portatori di carica nei metalli. Corrente elettrica. Densità di corrente. Proprietà delle correnti stazionarie.
Modello classico della conduzione elettrica (Drude-Lorentz). Legge di Ohm in forma vettoriale. Conducibilità. Resistività. Resistenza elettrica. Superconduttori. Effetto Joule. Resistori in serie e in parallelo.
Forza elettromotrice. Resistenza interna di un generatore. Circuito RC. Leggi di Kirchhoff per le reti elettriche.
FORZE MAGNETICHE. CAMPO MAGNETICO
Forze magnetiche. Campo magnetico. Legge di Gauss per il campo magnetico. Seconda equazione di Maxwell. Forza di Lorentz. Forza magnetica su un conduttore percorso da corrente. Momento meccanico agente su una spira in un campo magnetico uniforme. Principio di equivalenza di Ampère. Effetto Hall.
Campo magnetico prodotto da una corrente. Legge di Biot-Savart. Forza magnetica fra due conduttori paralleli percorsi da corrente.
LEGGE DI AMPÈRE.
Legge di Ampère. Legge di Ampère in forma locale. Campo magnetico prodotto da una spira circolare. Solenoide rettilineo indefinito. Momento magnetico orbitale dell'elettrone.
FLUSSO MAGNETICO. INDUZIONE ELETTROGMAGNETICA. LEGGE DI FARADAY
Flusso tra circuiti. Autoflusso. Coefficiente di autoinduzione e di mutua induzione.
Legge di Faraday dell'induzione elettromagnetica. Legge di Lenz. Terza equazione di Maxwell. Generatore di forza elettromotrice sinusoidale.
Autoinduzione. Circuito RL. Energia magnetica. Induzione mutua.
CORRENTE DI SPOSTAMENTO
Corrente di spostamento. Legge di Ampère-Maxwell. Quarta equazione di Maxwell.
CORRENTI ALTERNATE
Correnti alternate. Circuito LC. Circuito RLC serie: regime transitorio. Analogia elettromeccanica.
Circuito RLC serie alimentato da un generatore di f.e.m. sinusoidale. Impedenza. Risonanza.
Fasori. Metodo simbolico per lo studio dei circuiti in corrente alternata. Collegamenti in serie e in parallelo. Ammettenza.
Potenza nei circuiti in corrente alternata. Valori efficaci.
ONDE ELETTROMAGNETICHE
Onde piane armoniche. Onde elettromagnetiche piane (come soluzione delle equazioni di Maxwell).
Onde polarizzate. Spettro della radiazione elettromagnetica.
Energia associata all'onda elettromagnetica.
Vettore d'onda. Onde in più dimensioni. Riflessione e rifrazione di onde elettromagnetiche; riflessione totale. Dispersione
Lingua Insegnamento
Italiano
Corsi
Corsi
MATEMATICA
Laurea
3 anni
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Persone
Persone
Professori/esse Associati/e
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