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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
Martedì 11:30 - 13:30 aula M2 (La Stecca)
Mercoledì 10:30 - 13:30 aula Y2 (Corpo Y)
Giovedi 11:30 - 13:30 aula I2 (La Stecca)
Inizio lezioni Martedì 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; esercizi di calcolo del campo elettrico prodotto da distribuzioni continue di carica
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 uniformemente carico 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 elettrostatitico
Il campo elettrostatico coulombiano e' conservativo; dimostrazione. Introduzione del potenziale elettrostatico Coulombiano e sua interpretazione fisica. Principio di sovrapposizione: potenziale elettrostatico prodotto 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 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
Applicazione della legge di Gauss per il calcolo del campo elettrico
Campo elettrico prodotto da distribuzioni a simmetria cilindrica
Appunti: Lezione 9-10 sulla piattaforma e-learning
Moto di cariche in campi elettrici: esperimento di Rutherford, esperimento di Millikan.
Moto di cariche in campi elettrici: esperimento di Rutherford, esperimento di Millikan.
Appunti: lezione 8 su piattaforma piattaforma e-learning
Teorema di Coulomb, densita' volumetrica di energia elettrostatica; esercizi
Teorema di Coulomb: contonuita' e discontinuita' del campo elettrico nell'attraversamento di uno strato superficiale di carica.
Densita' volumetrica di energia elettrostatica. Calcolo dell'enegia di una sfera uniformemente carica.
Esercizi: Uso della legge di Gauss per il calcolo del campo elettrico prodotto da distribuzioni con simmetrie esplicite (simmetria planare).
Campo e potenziale da superficie sferica uniformemente carica.
Campo e potenziale da strato di carica uniforme tra due piani infiniti.
Appunti: Lezione 11 sulla piattaforma e-learning
Esercizi. Dipolo elettrico.
Potenziale di dipolo e campo di dipolo a grandi distanze.
Appunti: Lezione 12 sulla piattaforma e-learning
Dipolo elettrico: effetti di un capo esterno. Sviluppo in serie di multipoli. forza, energia potenziale e momento torcente in presenza di campo esterno.
Sviluppo in serie di multipoli del potenziale elettrostatico per un sistema discreto di cariche elettriche.
Forza, energia potenziale e momento torcente su un dipolo immerso in campo elettrico. Posizioni di equilibrio e equazione del moto per piccole oscillazioni. Interazioni tra due dipoli.
Appunti: lezione 12 su piattaforma piattaforma e-learning
Eq. di Poisson e Laplace e conduttori all'equilibrio elettrostatico
Equazioni di Poisson e Laplace, proprietà delle soluzioni, assenza di punti di eq. stabile in regioni prive di carica. Materiali conduttori: roprieta' generali, conduttori con cavita', schermo elettrostatico.
Appunti: Lezione 13 e 14-15 sulla piattaforma e-learning
Problema generale dell'elettrostatica. Metodo delle cariche immagine
Problema generale dell'elettrostatica. Metodo delle cariche immagine: applicazine a casi particolari: piani o sfere conduttrici e cariche puntiformi (sfera conduttrice in campo elettrico uniforme, non discusso).
Appunti: Lezione 14-15 sulla piattaforma e-learning
Capacita' e condensatori
Sviluppo in serie di multipoli del potenziale elettrostatico per un sistema discreto di cariche elettriche.
Forza, energia potenziale e momento torcente su un dipolo immerso in campo elettrico. Posizioni di equilibrio e equazione del moto per piccole oscillazioni. Interazioni tra due dipoli.
Appunti: lezione 12 su piattaforma piattaforma e-learning
esercizi
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.
Lezione 17-18-19 sulla piattaforma e-learning
Circuiti elettrici
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.
Lezione 17-18-19: Corrente elettrica, legge di Ohm, f.e.m. - circuiti principi basilari per la risoluzione
Esercizi sui circuiti e condensatori nei circuiti con generatori di f.e.m. costante
Esercizi sui circuiti e condensatori nei circuiti con generatori di f.e.m. costante.
Carica e scarica del condensatore nel circuito.
Lezione 19: Circuiti di carica e scarica di un condensatore sulla piattaforma e-learning
Esercizi sui circuiti e Leggi di Kirchhoff
Esercizi sui circuiti e condensatori nei circuiti con generatori di f.e.m. costante.
Carica e scarica del condensatore nel circuito. Leggi di Kirchhoff
Lezione 20 sulla piattaforma e-learning
Campo elettrico prodotto da una carica puntiforme in moto rettilineo uniforme
Campo elettrico prodotto da una carica puntiforme in moto rettilineo uniforme.
Esercizi
Lezione 23 su piattaforma e-learning
Polarizzazione dei dielettrici
Polarizzazione dei dielettrici. Esercizi
Lezione 22 sulla piattaforma e-learning
Campo magnetico: evidenze e proprieta' fondamentali. Formule di Laplace
Campo magnetico: evidenze sperimentali. B e' solenoidale. Formule di Laplace
Lezione 24 - Campo Magnetico - prime evidenze sperimentali - su piattaforma e-learning
Campo magnetico di Biot Savard, campo magnetico da spira circolare percorsa da corrente, forza tra fili percorsi di corrente. Moto in campi elettrici e magnetici uniformi
Campo magnetico di Biot Savard, campo magnetico da spira circolare percorsa da corrente, forza tra fili percorsi di corrente. Moto in campi elettrici e magnetici uniformi
Lezione 24 (formule di Laplace, legge di Biot Savard) su piattaforma e-learning
Lezione 25 (campo da spira circolare) su piattaforma e-learning
Lezione 25: spettrometro di massa su piattaforma e-learning
Legge di Ampere - derivazione e limiti
Dalla 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. Osserviamo la validita' limitata al caso di correnti stazionarie. Forma integrale della legge di Ampere. Osserviamo la validita' della legge per il campo di Biot Savard.
Lezione 26 sulla piattaforma e-learning - Legge di Ampere - derivazione - aa25-26
Legge di Ampere, applicazione ed esercizi
Applicazioni della legge di Ampere in forma integrale al calcolo del campo magnetico e del potenziale vettore prodotti da distribuzioni di corrente simmetriche: filo rettilineo infinito percorso da corrente; distribuzione cilindrica di corrente, solenoide
Lezione 26 su piattaforma e-learning - Ampere, applicazioni ed esercizi -
Esercitazione
Esercizi su circuiti, applicazione della legge di Gauss al calcolo del campo elettrico e potenziale elettrostatico, applicazione della legge di Ampere al calcolo del campo magnetico.
Legge di Faraday Neumann
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.
Lezione 27 sulla piattaforma e-learning - Legge di Faraday Neumann - aa25-26
Auto e mutua induzione; energia associata al campo magnetico
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.
Lezione 28 sulla piattaforma e-learning - Mutua e auto induzione - aa25-26
Esercitazioni sulla legge di Faraday-Neumann
Esercizi: circuiti connessi da mutua induzione, barra in caduta libera lungo guide conduttrici in campo magnetico; cavo coassiale, spira rettangolare in ingresso e uscita da una regione di campo magnetico uniforme.
Lezione 29 su piattagorma e-learning
Legge di Ampere Maxwell ed esercitazioni
Legge di Ampere Maxwell, magnetizzazione dei materiali, esercitazione
Esercitazioni
Equazioni delle onde piane ed esercitazioni