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Orario sul sito di Unisalento (tutte le lezioni del secondo anno CdL Fisica)
In generale: da verificare di settimana in settimana
Lunedi 8:30 - 10:30 aula Y3 (Corpo Y)
Martedì 15:00 - 18:00 aula M2 (Stecca, solo in alcune settimane)
Mercoledì 15:00 - 18:00 aula Y3 (Corpo Y)
Venerdi 11:30 - 13:30 aula Y3 (Corpo Y)
Inizio lezioni Lunedì 16 Settembre
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Materiale didattico sulla piattaforma e-learning
Scheda insegnamento (con testi suggeriti)
Lezioni di elettromagnetismo al MIT (2007)
Prove d'esame del passato con soluzioni
Introduzione, Carica elettrica, Legge di Coulomb, principio di sovrapposizione, distribuzioni volumetriche di carica
Introduzione: l'elettromagnetismo nella storia del pensiero scientifico moderno.
Prime evidenze di fenomeni elettrici. Proprieta' della carica elettrica. Le cariche elementari nella struttura della materia. Legge di Coulomb. Il Coulomb come unita; di misura della carica elettrica nel sistema internazionale MKS-Coulomb.
Principio di sovrapposizione. Definizione di densita' volumetrica di carica per la descrizione di distribuzioni continue di carica. Espressione generale della forza che agisce su una carica puntiforme per effetto di una generica distribuzione di carica descritta da una funzione di densita' volumetrica (superficiale o lineare) funzione del punto.
Appunti: Lezione 1 sulla piattaforma e-learning
Campo vs azione a distanza. Sistemi di coordinate sferiche e cilindriche. Esempi di sistemi fisici a simmetria sferica e a simmetria cilindrica
Campo vs azione a distanza. Definizione di campo elettrostatico. Espressioni generali del campo elettrostatico prodotto da una distribuzione volumetrica, superficiale o lineare di carica. Sistema di coordinate sferiche. Elemento di linea, superficie e volume in coordinate sferiche. Simmetria sferica. Esempi di sistemi fisici a simmetria sferica. Simmetria cilindrica. Sistema di coordinate cilindriche. Elementi di linea, superficie e volume in coordinate cilindriche. Esempi di sistemi fisici a simmetria cilindrica. Simmetria planare.
Appunti: Lezione 2-3 sulla piattaforma e-learning
Esempi di sistemi fisici a simmetria sferica e a simmetria cilindrica. Rappresentazione di campi scalari (superfici di livello) e vettoriali (linee di campo)
Simmetria sferica. Esempi di sistemi fisici a simmetria sferica. Simmetria cilindrica. Sistema di coordinate cilindriche. Elementi di linea, superficie e volume in coordinate cilindriche. Esempi di sistemi fisici a simmetria cilindrica. Simmetria planare.
Linee di campo e superfici di livello.
Appunti: Lezione 2-3 sulla piattaforma e-learning
Integrali di campi scalari e vettoriali; integrali di linea e flussi; esercizi di calcolo del campo elettrico prodotto da distribuzioni continue di carica
Integrali di campi scalari e vettoriali; integrali di linea e flussi.
Esercizi: campo elettrico prodotto da un anello e da un disco sui punti dell'asse.
Appunti: Lezione 4 sulla piattaforma e-learning
L'operatore Nabla
Gradiente, divergenza e rotore. Teoremi correlati e interpretazioni geometriche.
Appunti: Lezione 5 sulla piattaforma e-learning
Il potenziale elettrostatico
Il campo elettrostatico coulombiano e' conservativo; dimostrazione. Introduzione del potenziale elettrostatico Coulombiano e sua interpretazione fisica quando la costante additiva e' scelta in modo che phi = 0 all'infinito. Principio di sovrapposizione; potenziale elettrostatico da distribuzioni continue volumetriche, superficiali o lineari.
Appunti: lezione 6 su piattaforma e-learning
Energia elettrostatica di un sistema di cariche discreto e continuo. Esercizi su calcolo del potenziale elettrostatico e del campo elettrico
Energia elettrostatica di un sistema di cariche discreto e continuo.
Esercizi su calcolo del potenziale elettrostatico e del campo elettrico: impostazione del calcolo, esempi dell'anello e della barretta uniformemente carica e del disco uniformemente carico. Campo elettrico e potenziale e loro espressioni asintotiche.
Appunti: lezione 7 su piattaforma e-learning
Esperimenti di Rutherford e Millikan
Moto di cariche in presenza di campi elettrici: caso del campo uniforme (esperimento di Millikan, oscilloscopio) e del campo Coulombiano (esperimento di Rutherford).
Appunti: Lezione 8 sulla piattaforma e-learning
Legge di Gauss
Legge di Gauss: formulazione integrale. Dimostrazione per il campo elettrico Coulombiano. Dimostrazione per il campo elettrico dovuto a una distribuzione discreta di cariche ed estensione al continuo. Forma locale o differenziale della legge di Gauss. Uso della legge di Gauss per il calcolo del campo elettrico prodotto da distribuzioni con simmetrie esplicite (simmetria sferica).
Appunti: Lezione 9-10 sulla piattaforma e-learning
Esercizi sull'uso della legge di Gauss
Campo elettrico e potenziale elettrostatico dovuti a distribuzioni a simmetria sferica finite.
Appunti: Lezione 9-10 sulla piattaforma e-learning
Densita' volumetrica di energia elettrostatica; Teorema di Coulomb
Densita' volumetrica di energia elettrostatica; Teorema di Coulomb.
Esercizi sull'uso della legge di Gauss per distribuzioni di carica a simmetria cilindrica e planare.
Appunti: Lezione 11 sulla piattaforma e-learning
Dipolo elettrico
Il dipolo elettrico come sorgente di campo elettrico e potenziale. Forza, momento delle forze, energia potenziale di un dipolo immerso in campo elettrico esterno; Interazione tra dipoli . Sviluppo in serie di multipoli del potenziale elettrostatico.
Appunti: Lezione 12 sulla piattaforma e-learning
Equazione di Poisson e Laplace
Equazioni di Poisson e Laplace, soluzioni e risultati
Appunti: Lezione 13 sulla piattaforma e-learning
Conduttori all'eq, elettrostatico
Proprieta' generali. Conduttori con cavita', schermo elettrostatico. Problema gemerale dell'elettrostatica e unicita' della soluzione.
Appunti: Lezione 14-15 sulla piattaforma e-learning
Conduttori all'eq, elettrostatico: metodo delle cariche immagine. Consensatori
Il metodo e la sua applicazine a casi particolari: piani o sfere conduttrici e cariche puntiformi (sfera conduttrice in campo elettrico uniforme, non discusso). Coefficienti di capacita' e di potenziale. Capacita' e condensatori. Energia elettrostatica di sistemi di condensatori.
Appunti: Lezione 14-15 e 16 sulla piattaforma e-learning
Conduttori all'eq, elettrostatico: metodo delle cariche immagine, capacita' - esercizi
Conduttori all'eq, elettrostatico: metodo delle cariche immagine, capacita' - esercizi
Appunti: Lezione 14-15 e Lezione 16 sulla piattaforma e-learning
Condensatori in serie e parallelo; Esercizi su condensatori e potenziale elettrostatico
Condensatori in serie e parallelo; Esercizi su condensatori e potenziale elettrostatico
Corrente elettrica
Definizione di corrente e di densita' di corrente. Equazione di continuita'. Correnti stazionarie. Modello di conduzione di Drude e legge di Ohm. Potenza per unita' di volume dissipata dai portatori di carica ed effetto Joule. La legge di Ohm e applicata a un conduttore filiforme collegato a un generatore di f.e.m. Potenza erogata dal generatore e bilancio energetico. Resistenze collegate in serie e parallelo. Definizione di nodi, rami, maglie. Risoluzione di circuiti elementari: individuazione dei rami e delle maglie. Equazioni alle maglie e ai nodi per la determinazione delle correnti fisiche nel circuito.
Definizione formale operativa di forza elettromotrice e esempi di risoluzione di circuiti. Carica e scarica di un condensatore
Definizione formale operativa di forza elettromotrice e esempi di risoluzione di circuiti. Carica e scarica di un condensatore.
Esempi di risoluzione di circuito elettrici
Esempi di risoluzione di circuito elettrici
Esempi di risoluzione di esercizi di elettrostatica
Polarizzazione dei dielettrici. Esercitazione.
Polarizzazione dei dielettrici. Materiali polari e polarizzabili.. Dielettrici lineari. Densita' volumetrica di carica legata e densita' superficiela di carica legata. Campo elettrico e potenziale elettrostatico nei dielettrici.
Esercitazione.
Esercitazione.
Esercitazione.
Fenomeni magnetici - forza di Lorentz, formule di Laplace, legge di Biot-Savard
Fenomeni magnetici evidenze su campi di forza prodotti da magneti, interazioni tra magneti, interazioni tra circuito percorsi da corrente, interazioni tra magneti e circuiti percorsi da corrente. Inesistenza del monopolo magnetico. il campo B e' solenoidale. Flusso concatenato con un circuito chiuso. Forza di Lorentz, formule di Laplace, legge di Biot-Savard (campo magnetico prodotto da un filo rettilineo infinito percorso da corrente).
Esonero -
prova intermedia
Equivalenza spire percorse da corrente e momenti di dipolo magnetico. Solenoide campo sull'asse
Equivalenza spire percorse da corrente e momenti di dipolo magnetico. Campo magnetico sui punti dell'asse di uns spira circolare percorsa da corrente. Analogia con il campo di dipolo elettrico. Espressione del campo di dipolo magnetico in ogni punto dello spazio. Definizione del momeno magnetico di dipolo asociato a una corrente. Forza e momento torcente su una spira rettangolare percorsa da corrente immersa in campo magnetico uniforme. Equivalenza tra spire percorse da corrente e momenti magnetici di dipolo. Campo magnetico sui punti dell'asse di un solenoide di lunghezza finita.
Legge di Ampere
Dalla Ia formula di Laplace ricaviamo il fatto che B e' solenoidale introducendo il potenziale vettore. Osserviamo le invarianze di Gauge dei campi (potenziale vettore ridefinibile aggiungendo il gradiente di un campo scalare). Dimostriamo al legge di Ampere in forma differenziale. Forma integrale della legge di Ampere. Osserviamo la validita' per il campo di Biot Savard.
Applcazioni della legge di Ampere in forma integrale al calcolo del campo magnetico prodotto da distribuzioni di corrente simmetriche.
Moto di cariche in campi magnetici, applicazioni della legge di Ampere al calcolo del campo magnetico
Moto di cariche in campi magnetici, applicazioni della legge di Ampere al calcolo del campo magnetico
Flusso del campo magnetico e coefficienti di auto e mutua induzione - Legge di Faraday Neumann
Flusso del campo magnetico e coefficienti di auto e mutua induzione. Discussione della natura geometrica dei parametri; dimostrazione dell'uguaglianza dei coefficienti di auto e mutua induzione.
Legge di Faraday Neumann: evidenze, legge di Lentz. Dimostrazione che il campo elettromotore indotto nel caso di flusso tagliato coincide con la forza di Lorentz per unità di carica. Campo elettrico non conservativo e legge di Faraday Neumann in forma differenziale.
Legge di Faraday Neumann - Circuiti con autoinduttanza, energia associata a un circuito percorso da corrente, densita' volumetrica di energia associata al campo magnetico.
Legge di Faraday Neumann - esercizi.
Circuiti con autoinduttanza. Comportamento asintotico di induttanze in un circuito elettrico.
Energia associata a un circuito percorso da corrente, densita' volumetrica di energia associata al campo magnetico.
Esercizi
Limiti dell'equazione di Ampere, equazione di Ampere Maxwell
Invarianza di gauge, diamagnetismo (cenni)
Invarianza di gauge, diamagnetismo (cenni)
Esercizi sul magnetismo
Esercizi sul magnetismo