CORSO DI FISICA GENERALE II per la Laurea in chimica

Prof. Lorenzo Fortunato

Dip. di Fisica e Astronomia “G.Galilei” - stanza 354

Via Marzolo,8 – I-35131

PADOVA

049-8277217

lorenzo.fortunato@unipd.it

www.pd.infn.it/~fortunat/teach.html

Ricevimento: mercoledì pomeriggio dopo le 17:00

Pagina web

PRELIMINARI di MATEMATICA ASSOLUTAMENTE NECESSARI :

Se ti accorgi di non avere sufficiente maestria in uno degli argomenti elencati,

allora è tuo preciso dovere riparare:

• Aritmetica/Algebra (polinomi, potenze, semplificazioni, radicali, logaritmi,

proprietà)

• Trigonometria (sin, cos, tan, funz.inverse, radianti/gradi, angoli notevoli)

• Geometria Piana e solida (teoremi sui triangoli, aree e volumi)

• Derivate e Integrali (delle principali funzioni, tecniche di calcolo, proprietà)

• Calcolo Vettoriale (somma, sottrazione, prodotto scal. e vett., gradiente, etc.)*

• Limiti delle principali funzioni

• Sviluppi in serie di Taylor

• Sistemi di coordinate (cartesiane in 2D e 3D, polari, sferiche)

* Questo è l’unico tema che, in parte, affronteremo a lezione.

PRELIMINARI di FISICA ASSOLUTAMENTE NECESSARI :

Se ti accorgi di non avere sufficiente maestria in uno degli argomenti elencati,

allora è tuo preciso dovere riparare:

• Saper invertire le formule!!

• Saper convertire le unità di misura!! Conoscere le unità di misura del SI.

• Ricordarsi le leggi principali della cinematica (moti uniforme ed accelerato),

dinamica (forze), leggi di conservazione della q. di moto, dell’energia e del

momento angolare. Concetto di potenziale e forze conservative.

• Ricordarsi le principali grandezze (velocità, accelerazione, energia, lavoro,

forza, momento,…) e saper fare l’analisi dimensionale.

PROGRAMMA: in [] argomenti che non tratteremo in dettaglio

Elettricità e correnti elettriche. Legge di Coulomb. Campo elettrico. Potenziale

elettrico di una carica e di una distribuzione di cariche. Dipolo elettrico. Induzione

elettrostatica. Conduttori, isolanti. Teorema di Gauss. Condensatori. Dielettrici.

Correnti elettriche. 1a e 2a Legge di Ohm. Resistenze. Legge di Joule. Circuiti

RC. Legge di Ohm della conduzione. Teoria cinetica della conduzione. Velocità di

deriva. Funzionamento dell’acceleratore elettrostatico e dello spettrometro di

massa.

Magnetismo. Campo magnetico, magneti, calamite. Forza di Lorentz. Legge di

Biot e Savart. Spira percorsa da corrente. Bobina. Momento di dipolo magnetico.

Dipolo magnetico in campo magnetico. Teorema di Ampere. Forza di Laplace, e

forza tra fili paralleli. Elettromagnetismo. Legge di Faraday. Induttanza. Proprietà

magnetiche della materia: paramagnetismo, diamagnetismo, ferromagnetismo.

Trasformatore. Campi elettromagnetici indotti. Corrente di spostamento.

Equazioni di Maxwell per l'elettromagnetismo.

Onde ed Ottica. Onde meccaniche: concetto di campo ondulatorio, onde

longitudinali e trasversali. Soluzione delle eq.ni di Maxwell nel vuoto. Legge di

Snell. Coefficienti di riflessione e di trasmissione. Riflessione totale. Dispersione

della luce. Principio di Huygens. Ottica geometrica e ottica fisica. [Diottro].

Interferenza. Diffrazione. Esperimento di Young.

L’importanza di FISICA II per i CHIMICI:

• Elettrostatica: in atomi, molecole, ioni, particelle

• Elettrodinamica: correnti elettriche nei metalli, nei gas, nei liquidi, elettrolisi,

Pile e batterie, circuiti

• Magnetismo: proprietà dei materiali, fisica-chimica, spettrometro di massa

• Elettromagnetismo: luce visibile, IR, UV, microonde sono tutti metodi

d’indagine chimica! Laser, Maser, spettroscopia molecolare ed atomica

• Ottica fisica: vedi sopra, apparati sperimentali con prismi, reticoli di

diffrazione, etc.

• Proprietà di risposta alla radiazione elettromagnetica.

• Altro: semiconduttori

TESTI:

- Mazzoldi, Nigro, Voci “Elementi di Fisica- Elettromagnetismo” – EdiSES

- Mazzoldi, Nigro, Voci “Fisica – vol.II – Elettromagnetismo e Onde” – EdiSES

- Halliday, Resnik, (Walker) “Fundamentals of Physics” - Wiley

- Young, Freedman, Ford «Principi di Fisica», Pearson

Esercizi:

- Collana Schaum: «Fisica Generale» e «Fisica per ingegneria e scienze»

- L.Fortunato – «Come affrontare i corsi di Fisica Generale..» – G.E.L’Espresso

- Ahmad A.Kamal – «1000 Problemi svolti in Fisica Classica» - Ed. Piccin

Seconda edizione:

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Didattica e dispense

2a edizione 2015

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bianco e nero

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Feltrinelli

Internet

• www.consorzionettuno.it

Consorzio NETTUNO : corso di Fisica II dei

proff. Allia e Rasetti (Video lezioni)

• hyperphysics.phy-astr.gsu.edu

• Da quest’anno esercizi online

Schoology.com (sperimentazione)

ESAMI e VALUTAZIONE:

Ci si attiene scrupolosamente al regolamento di ateneo, alle disposizioni del CcS

e alle regole del sito UniWeb.

APPELLI SCRITTI :

- Appelli: 2 domande di teoria (~ 10 punti) e 2-3 esercizi (~ 20 punti).

- Chi vuole può integrare con un orale (1-2 domande)

- L’appello è seguito dalla correzione del compito, eventuale esame orale e dalla REGISTRAZIONE. La partecipazione a questa fase fa parte del corso. Chi non

potesse venire a registrare il voto DEVE avvisare (email/telefono). Sono allo

studio contromisure per chi non si presenta e non si giustifica (diminuzione di un

punto del voto?).

Chiarissimi professori,

dal 22 agosto sarà attiva in Uniweb la nuova modalità di rifiuto del

voto come da delibera n. 62 del Senato Accademico del 03/05/2016.

Come già comunicato, dal prorettore alla didattica Prof.ssa Mapelli,

in data 6 giugno 2016 prot. 166882, si ricorda che la nuova modalità

prevede:

• Silenzio assenso da parte dello studente

• 7 giorni per rifiutare il voto

• Verbalizzazione di tutti gli studenti superati i 7 giorni

• Possibilità di verbalizzazioni anticipate con sblocco da

parte della segreteria didattica.

ESAMI e VALUTAZIONE:

LINEE GUIDA

• Nelle domande teoriche: DEVI essere sintetico, ma esaustivo. Scrivere tanto non

aiuta a prendere un bel voto, bisogna scrivere giusto.

• Nella soluzione dei problemi: DEVI essere sintetico nelle parti testuali, ma

rispondere a tutte le richieste del problema.

PER FARE BENE UN PROBLEMA:

• leggere e rileggere

• elencare i dati

• fare un disegno/diagramma decente, se le circostanze lo richiedono

• essere ordinato (CALLIGRAFIA: se non riesco a leggere non valuto! Stare calmi

e usare lo stampatello se necessario) e sintetico (non è una prova di italiano)

• non fare errori di ortografia (anche se non è una prova di italiano)

• non fare banali errori di calcolo o dimenticare le unità di misura. Spesso un

bell’esame prende un brutto voto per la fretta o perché non si è ricontrollato un

conto!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

• la CALCOLATRICE NON è ammessa. Se non si è capaci di fare moltiplicazioni

e divisioni è meglio cambiare facoltà o imparare a farle.

Immagini di supporto alla didattica

Insegnamento di Fisica Generale II

C.L. Chimica

A.A. 2017/18

L.Fortunato

Le trasparenze non sostituiscono i libro di testo o gli appunti, hanno solo scopo illustrativo.

Campo Scalare (Es.:Temperatura )

Campo Vettoriale (Es.: Venti)

Esempio di

gradiente

Meccanismo formazione fulmini

Condensatori di vari tipologie

Compensatore, ovvero

condensatore variabile (vecchie

radio)

Heike Kamerlingh Onnes

(1853 – 1926) Dutch

Codice di colori

delle resistenze:

1.Numero

2.Numero

3.Moltiplicatore

4.Tolleranza

Resistenze miniaturizzate

per circuiti stampati

Resistenze standard Reostato a cursore

(1900)

Magnetite ->

ERRORE: NON SONO

LINEE DI FORZA,

SONO LINEE DI

CAMPO!!!!

Ferrofluidi (liquidi oleosi con una

sospensione di particelle

ferromagnetiche)

Spostamento del Polo Sud

magnetico (che si trova vicino

al Nord geografico) e ...

Spostamento del polo Nord

magnetico (che si trova

nell’Antartico!)

Aurora Borealis - Aurora Australis

Da google

Spettrometro di massa:

serve a separare

particelle con un diverso

rapporto di massa e

carica. Si usa per analisi qualitative e quantitative

della composizione

atomica di un campione.

Levitazione diamagnetica (grafite pirrolitica o

bismuto)

Il campo elettromagnetico: onda piana trasversale

E(r,t) = E0 sin(kr-t) onda piana

•=kv, con k che è detto numero d’onda

•k=2/ dove è la lunghezza d’onda

•E0 è l’ampiezza dell’onda

•T=2/

•f=v velocità dell’onda

E(r,t) = E0/r sin(kr-t) onda sferica

•Si propaga da una sorgente puntiforme

•Si «allarga» nel tempo e nello spazio,

diminuendo di intensità