Obiettivi formativi
L'obiettivo del Corso è quello di dare una solida base di Elettricità-Magnetismo-Luce, temi fondamentali e presupposto per tutte le attività teoriche e sperimentali dell'Ingegneria dell'Informazione. Viene privilegiato l'apprendimento pratico (soluzione dei problemi) su quello teorico.
Programma e contenuti
Parte I: Lezioni che coprono l'elettrostatica e le correnti stazionarie
• Carica elettrica e sue proprieta', conduttori ed isolanti, induzione e polarizzazione elettrostatica
• Legge di Coulomb, distribuzione di cariche e principio di sovrapposizione
• Azione a distanza e concetto di campo, campo elettrico E, rappresentazione grafica mediante le linee di campo
• Concetto di flusso, legge di Gauss
• Lavoro ed energia di una distribuzione di cariche, potenziale elettrostatico
• Distribuzioni di carica, dipolo elettrico, azioni di forza su un dipolo elettrico, motori elettrici
• Energia potenziale di un dipolo in un campo E
• grad, rot e div, forma locale della legge di Gauss e della circuitazione del campo elettrostatico
• Equazioni di Poisson e di Laplace, unicita' della soluzione per fissate condizioni al contorno
• Conduttori e loro proprieta', capacita' e condensatori, energia del campo elettrostatico
• Dielettrici e loro proprieta', vettore polarizzazione P e campo D
• Campi all'interfaccia tra materiali dielettrici diversi
• Corrente elettrica, resistivita' e resistenza, legge di Ohm, potenza dissipata
• Batterie e fem, cenni sulla fisica dei circuiti in corrente continua, leggi di Kichhoff, circuiti RC
Parte II: Lezioni che coprono la magnetostatica, l'induzione em e le correnti alternate
• Forza di Lorentz e campo magnetico, cariche in moto in un campo magnetico
• Forza su una corrente in un campo B, momento della forza su correnti chiuse
• Momento di dipolo magnetico, energia potenziale
• Sorgenti di B, legge di Biot-Savart, forze tra correnti, effetto Hall
• Legge di Gauss per il campo magnetico, legge di Ampère
• Corrente di spostamento, legge di Ampère-Maxwell
• Forma locale della legge di Gauss e della circuitazione del campo magnetico
• Legge di Faraday, autoinduttanza, circuiti in campi magnetici variabili nel tempo, generatori elettrici
• Cenni alla fisica dei circuiti RL, energia del campo magnetico, mutua induttanza, trasformatori
• Campi magnetici nella materia, para-dia-ferromagnetismo, vettore magnetizzazione M e campo H
• Campi all'interfaccia tra materiali magnetici diversi
Parte III: Lezioni che coprono le onde em e l'ottica
• Introduzione generale alla fisica delle onde
• Equazioni di Maxwell ed onde em
• Vettore di Poynting e intensita' di un'onda em
• Polarizzazione, energia e quantità di moto delle onde em
• Sorgente di radiazione em, interazione radiazione-materia, alcuni fenomeni naturali di origine em
• Riflessione e trasmissione di onde em, indice di rifrazione, onde nei conduttori
• Interferenza e diffrazione delle onde em
• Ottica geometrica e formazione delle immagini
• Introduzione alla relatività speciale (ed emergenza del campo magnetico)
• Meccanica quantistica (in un minuto)
Testi di riferimento
Il testo seguito (anche se non pedissequamente) è: Mazzoldi-Nigro-Voci, ISBN: 8879591525 (importante l'identificativo ISBN), FISICA vol.2, EdiSES.
Ci sono moltissimi altri testi equivalenti sia italiani che stranieri; una larga collezione è presente nella biblioteca di Ingegneria.
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