RELATIVITA' SPECIALE

A.A. di erogazione 2020/2021
Insegnamento obbligatorio

Laurea triennale in Fisica
 (A.A. 2019/2020)
Anno di corso: 
2
Tipologia di insegnamento: 
Caratterizzante
Settore disciplinare: 
FISICA TEORICA, MODELLI E METODI MATEMATICI (FIS/02)
Crediti: 
5
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
40
Dettaglio ore: 
Lezione (40 ore)

La Relatività Speciale di Einstein è una teoria fondamentale che permette di generalizzare concetti quali energia, momento, forza, massa, etc, attraverso una definizione rigorosa di “osservatore inerziale”, introducendo il concetto di spazio-tempo.
Il corso proposto tratta i fondamenti della Relatività Speciale, con cenni alla teoria classica dei campi, in particolare al campo elettromagnetico. L’approccio alla materia è principalmente fisico, solo in parte algebrico-matematico. Il corso punta a far sì che lo studente familiarizzi con i concetti base della Relatività Speciale, e che sia in grado di applicarli a problemi fisici concreti.

Alla fine del corso lo studente sarà in grado di:
• comprendere le basi concettuali della teoria della relatività speciale, e le conseguenze che questa ha nell’interpretazione dei fenomeni fisici;
• applicare il formalismo introdotto a problemi specifici di meccanica ed elettromagnetismo;
• concepire in modo naturale la meccanica Newtoniana come un’approssimazione della Relatività Speciale, e di ragionare in modo “relativistico”;
• approfondire autonomamente aspetti di particolare interesse della materia;
• affrontare un eventuale corso magistrale di Relatività Generale in maniera proficua.

Per comprendere gli argomenti del corso, lo studente deve conoscere in modo adeguato le basi di algebra lineare, della fisica newtoniana e dell'elettromagnetismo.

1. Origine concettuale della Relatività Speciale
2. Formulazione della Relatività Speciale
a. Osservatori inerziali
b. Diagrammi spazio-tempo
c. Trasformate di Lorentz
d. Composizione della velocità
e. Trasformazione dell’accelerazione
f. Finti paradossi
3. Meccanica relativistica
a. Generalizzazione della meccanica Newtoniana
b. Esempio: carica in campo elettromagnetico
c. Esempio: particella in potenziale centrale
d. Trasformate di forza e momento
4. Algebra vettoriale
a. Quadrivettori
b. Prodotto scalare
c. Energia e momento
d. Esempio: effetto Compton
5. Algebra tensoriale
a. Tensori
b. 1-forme
c. Differenziazione di tensori
d. Esempio: tensore energia-momento
6. Formulazione covariante dell’elettromagnetismo
a. Equazioni di Maxwell
b. Trasformazioni dei campi
c. Radiazione da cariche relativistiche

Il corso è organizzato in lezioni frontali, comprendenti esempi ed esercizi risolti, funzionali alla comprensione della materia. Il docente svolge la lezione attraverso l’utilizzo di un tablet introducendo i diversi argomenti e svolgendo calcoli e dimostrazioni, oltre ad alcuni problemi esemplificativi. Al termine di ogni lezione, il file prodotto (.pdf) viene caricato sulla piattaforma e-learning e messo a disposizione degli studenti.

L’esame finale è in forma orale, con domande che possono coprire l’intero corso. Inoltre, durante il colloquio possono essere proposti esercizi simili a quelli svolti in classe durante il corso.

Il fine dell’esame finale è quello di:
1. verificare la conoscenza e la comprensione della materia da parte dello studente;
2. verificare la capacità dello studente di affrontare problemi di fisica con un approccio “relativistico”.

Al fine di passare l’esame, lo studente dovrà essere in grado di mostrare di aver compreso i fondamenti della teoria della Relatività Speciale, ed i suoi ambiti di applicazione. Per un punteggio uguale o maggiore di 25/30, lo studente dovrà essere in grado di svolgere i calcoli necessari ad affrontare i principali problemi fisici studiati durante il corso.
Per ottenere il massimo punteggio, si richiederà una comprensione profonda della materia, la capacità di svolgere i calcoli più complessi, e di estrapolare quanto imparato per affrontare problemi di ulteriore difficoltà.

Il corso sarà basato su note fornite dal docente che coprono in modo esaustivo l’intero corso. Ulteriori approfondimenti saranno di volta in volta proposti, e basati sui seguenti testi:
Relatività, V. Barone
Relatività ristretta e teoria classica dei campi, L. Susskind and A. Friedman
A first course in General Relativity, B. Schutz
Radiative processes in Astrophysics, G. Rybicki and A. Lightman

Per ulteriori informazioni sul corso, domande, particolarti necessità, gli studenti sono invitati a contattare il docente a: francesco.haardt@uninsubria.it

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A.A. 2018/2019

Anno di corso: 2
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2017/2018

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