Università degli studi dell'Insubria

FISICA 2

A.A. di erogazione 2018/2019
Insegnamento obbligatorio

Laurea triennale in MATEMATICA
 (A.A. 2017/2018)
Anno di corso: 
2
Tipologia di insegnamento: 
Affine/Integrativa
Settore disciplinare: 
FISICA DELLA MATERIA (FIS/03)
Crediti: 
6
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
48
Dettaglio ore: 
Lezione (48 ore)

Obiettivi dell’insegnamento e risultati di apprendimento attesi
Obiettivo principale del corso è di fornire agli studenti una conoscenza dei fondamenti dell'elettromagnetismo.

Si cercherà di sviluppare le capacità di apprendimento degli studenti facendogli svolgere una serie di esercizi in ordine di difficoltà crescente, anche con lo scopo di approfondire alcuni argomenti del corso (gli esercizi verranno forniti attraverso la piattaforma e-learning). Tali esercizi verranno poi corretti dal docente durante le lezioni.

Prerequisiti: 

Il conseguimento dell'esame di Fisica 1 è un prequisito. Sono richieste inoltre conoscenze di base di analisi matematica: funzioni, derivate, integrali e utilizzo dei vettori.

1. Forze elettrici e campi elettrici (8 ore)
- Legge di Coulomb. Definizione del campo elettrico e delle linee di forze.
- Campo elettrico generato da distribuzioni discrete e continue di cariche. Esempio del dipolo elettrico. Anello, disco e piano carichi uniformemente.
- Dimostrazione e applicazioni del teorema di Gauss.
- Descrizione del moto di una carica in un campo elettrico uniforme.
- Proprietà dei conduttori in equilibrio elettrostatico. La gabbia di Faraday.
2. Potenziale elettrico e capacità (8 ore)
- Definizione del potenziale elettrico. Relazione tra il campo e il potenziale elettrico. Energia potenziale di un sistema di cariche a riposo.
- Condensatori e definizione di capacità. Calcolo esplicito della capacità per i condensatori a simmetria piana, sferica e cilindrica.
- Energia immagazzinata da un condensatore e definizione dell'energia del campo elettrico.
- Condensatori inseriti in un circuito in serie e in parallelo.
- Condensatori in presenza di un materiale dielettrico tra le armature – discussione qualitativa.
3. Corrente e circuiti a corrente continua (6 ore)
- Definizione di corrente elettrica. Modello microscopico elementare della conduzione elettrica.
- Resistenza e legge di Ohm. Energia e potenza elettrica.
- Resistenze in serie e in parallelo. Forza elettromotrice. Leggi di Kirchkoff per l'analisi dei circuiti a corrente continua.
- Carica e scarica di un condensatore (circuito RC).
4 Campi Magnetici costanti nel tempo (10 ore)
- Definizione di campo magnetico. Forza di Lorentz.
- Moto di una carica in un campo magnetico uniforme. Esempio dello spettrometro di massa.
- Forza magnetica su un filo conduttore percorso da corrente. Coppia di forze su una spira
percorsa da corrente. Analogie con il dipolo elettrico. Il galvanometro.
- Legge di Biot-Savart. Calcolo del campo magnetico generato da un filo rettilineo e da una spira circolare percorsi da corrente. Forza di interazione magnetica tra due fili percorsi da corrente.
- Proprietà magnetiche della materia. Cenni al momento magnetico atomico e alla sua quantizzazione.
- Teorema di Ampere e applicazioni a casi particolari. Campo magnetico generato da un solenoide.
- Effetto Hall in un conduttore percorso da corrente.
5 Campi magnetici variabili nel tempo (8 ore)
- Esperimenti sui campi magnetici variabili nel tempo. Legge dell'induzione di Faraday e legge di Lentz.
- Forza elettromotrice indotta dinamicamente: esempi specifici.
- Relazione tra forza elettromotrice indotta e campi elettrici.
- Forza elettromotrice autoindotta. Autoinduttanza di un circuito. Circuiti RL.

6 Equazioni di Maxwell e propagazione delle onde elettromagnetiche (8 ore)
- Corrente di spostamento e teorema di Ampère generalizzato. Equazioni di Maxwell nel vuoto
- Propagazione delle onde elettromagnetiche nel vuoto. Scoperte di Hertz e produzione di onde elettromagnetiche tramite un antenna. Trasporto di energia e pressione di radiazione.

Lezioni frontali alla lavagna (48 ore di cui 6-8 ore dedicate a esercitazioni) . Utilizzo occasionale di trasparenze.

Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

L’esame consiste in una prova scritta e in un colloquio orale. Lo scritto ha lo scopo di verificare la capacità dello studente di risolvere 3 o 4 problemi elementari di elettromagnetismo simili a quelli svolti durante le ore di esercitazioni ed il suo superamento con punteggio maggiore o uguale a 18/30 è condizione necessaria per l'ammissione alla prova orale. La prova orale consiste in 2 o 3 domande volte a verificare le conoscenze teoriche acquisite dallo studente su diversi argomenti del corso. Le domande avranno prevalentemente carattere teorico e avranno lo scopo di stabilire la comprensione delle leggi generali dell'elettromagnetismo da parte dello studente insieme alla sua capacità di utilizzare gli strumenti matematici acquisiti durante il corso.

Testi e materiale didattico 
- Appunti delle lezioni messi a disposizione dal docente sulla piattaforma e-learning.
- Testi di riferimento consigliati:
Halliday, Resnick, Walker, Fondamenti di Fisica, (Capitoli 22 -32)
Casa editrice Ambrosani.
Serway, Principi di Fisica, Volume 2, EdiSES (capitoli 19-24)

Il docente riceve nel suo ufficio (stanza V4.3 quarto piano di via Valleggio 11) previo appuntamento
e-mail: enrico.brambilla@uninsubria.it.

clicca sulla scheda dell'attività mutataria per vedere ulteriori informazioni, quali il docente e testi descrittivi.

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A.A. 2019/2020

Anno di corso: 2
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2018/2019

Anno di corso: 2
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2016/2017

Anno di corso: 2
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2015/2016

Anno di corso: 2
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2014/2015

Anno di corso: 2
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2013/2014

Anno di corso: 2
Curriculum: PERCORSO COMUNE