Scheda programma d'esame
FISICA II
ALESSANDRO STRUMIA
Anno accademico2020/21
CdSMATEMATICA
Codice242BB
CFU9
PeriodoPrimo semestre
LinguaItaliano

ModuliSettoreTipoOreDocente/i
FISICA IIFIS/02LEZIONI81
ALESSANDRO STRUMIA unimap
Obiettivi di apprendimento
Conoscenze

Capire l'elettromagnetismo.  Ha interesse dal punto di vista della matematica, della fisica (consente anche di capire cosa è la luce e la materia, e porta alla relatività) e delle applicazioni tecnologiche.

 

Modalità di verifica delle conoscenze

In tempi normali si tengono 2 prove in itinere e poi vari scritti, con orale opzionale. Questo anno useremo probabilmente test online.

 

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Principalmente Fisica 1 (meccanica classica) ed Analisi 2 (funzioni di più variabili e loro derivate). I teoremi di Gauss e di Stokes saranno richimati nel corso.

Prerequisites

The slides are written in Italian. So see the info in Italian.

Programma (contenuti dell'insegnamento)
  • Elettrostatica: legge di Coulomb. Campo elettrico, legge di Gauss, teorema di Stokes, potenziale elettrostatico, prima e seconda equazione di Maxwell nel caso statico. Equazioni di Poisson e Laplace. Condizioni al contorno di Dirichlet e von Neumann. Campo elettrico di varie distribuzioni di carica tipiche. Dipoli, sviluppo in multipoli. Energia del campo elettrico e di una distribuzione di carica. I conduttori. Metodi di soluzione dei problemi di elettrostatica dei conduttori. Campo elettrico nella materia, dielettrici, polarizzazione (accenno). Correnti stazionarie: legge di Ohm, effetto Joule, resistenze, correnti, capacit`a, condensatori.

    Magnetismo: legge di Biot-Savart, legge di Ampere, forza di Lorentz. Campo magnetico di varie configurazioni tipiche di circuiti. Dipolo magnetico, sviluppo in multipoli. Energia del campo magnetico e di un sistema di circuiti, induttanza e mutua induttanza. Campo magnetico nella materia (accenno). Circuiti tipici RL, RC, RLC. Legge di Faraday. Forza elettromotrice indotta, generatori di corrente. Corrente di spostamento. Terza e quarta equazione di Maxwell.

    Elettrodinamica: onde elettromagnetiche nel vuoto, polarizzazione, onde nella materia (cenni), riflessione e rifrazione, interferenza, diffrazione (cenni), potenziale scalare e vettore, simmetria relativistica e di gauge, irraggiamento.

Syllabus

Electrostatics: Coulomb's law. Electric field, Gauss's law, Stokes theorem, electrostatic potential, first and second Maxwell equations in the static case. Poisson and Laplace equations. Boundary conditions of Dirichlet and von Neumann. Electric field of various typical charge distributions. Dipoles, expansion in multipoles. Energy of the electric field and of a charge distribution. Conductors. Solving electrostatic problems with conductors. Electric field in matter, dielectrics, polarization (hint). Stationary currents: Ohm's law, Joule effect, resistances, currents, capacitance, capacitors.

Magnetism: Biot-Savart law, Ampere's law, Lorentz force. Magnetic field of various typical circuit configurations. Magnetic dipole, multipole development. Magnetic field energy and a system of circuits, inductance and mutual inductance. Magnetic field in matter (hint). Typical circuits RL, RC, RLC. Faraday's law. Induced electromotive force, current generators. Displacement current. Third and fourth Maxwell equations.

Electrodynamics: electromagnetic waves, polarization, reflection and refraction, scalar potential and vector, relativistic and gauge symmetry, radiation.

Bibliografia e materiale didattico

Utilizzieremo

• Le slides sul sito elearning del corso (https://elearning.dm.unipi.it/enrol/index.php?id=213)

• La raccolta di esercizi sul sito del corso.

Ci sono poi vari testi utili, in pratica va bene uno qualunque fra quelli avanzati (useremo unità di misura MKS):

  • Griffiths, Introduction to Electrodynamics [MKS]
  • Mencuccini, Silvestrini, Fisica II (Elettromagnetismo-Ottica), Liguori Edi-

    tore [MKS].

  • Lovitch, Rosati, Fisica Generale 2 [MKS].

  • Halliday, Resnick, Krane, Fisica 2 [MKS].

  • La fisica di Berkeley, Elettricit`a e magnetismo, parte I [cgs].

  • Mazzoldi, Nigro, Voci, Elettrostatica e ottica geometrica.

  • Picasso, ETS [cgs].

  • ...

    Testi ultra-avanzati (non necessari, ma non vietati):

  • Jackson, Elettrodinamica classica (Zanichelli) [cgs].

  • The Feynman Lectures on Physics, vol 2.

Bibliography

Some books above exist also in english

Indicazioni per non frequentanti

Il corso è on line su Microsoft Teams

Modalità d'esame

Normalmente si tenevano 2 compitini (il 1o su campi elettrici, il 2o su campi magnetic ed onde) o uno di 5 scritti. Consistono di esercizi. Orale solo in caso di dubbi, o su richiesta.

Questo anno useremo probabilmente test online come condizione di accesso agli orali.

Ultimo aggiornamento 10/09/2020 12:40