UNIVERSITA' di BOLOGNA - Facoltà di IngegneriaPROGRAMMA del Corso di FISICA GENERALE II Anno Accademico 2000-2001

per il Corso di Diploma in Ingegneria dell’Ambiente(A.Gandolfi)

Interazioni elettriche e magnetiche non dipendenti dal tempo.

La carica elettrica e le sue proprietà. Struttura dell'atomo e della materia. Legge di Coulomb e forze fra le cariche.Il campo elettrico nel vuoto: legge di Gauss e Potenziale elettrostatico.Il campo elettrico in presenza di corpi conduttori. La capacità elettrica: Bilanci energetici. L'energia del campo elettrico e di un sistema di cariche.

La corrente elettrica. L'equazione di continuità e la conservazione della carica. La legge di Ohm, la resistenza elettrica e la densità di corrente. La resistività dal punto di vista microscopico.I circuiti elettrici, i generatori di F.e.m. ; bilanci energetici. La legge di Joule; i principi di Kirchhof.

****La teoria della Relatività ristretta: i postulati di Einstein e la simultaneità. Trasformazioni di Lorentz e conseguenze (dilatazione dei tempi, contrazione delle lunghezze, composizione delle velocità, ecc). Conservazione dell'impulso. I tetravettori: l'energia e l'impulso.Massa ed energia. Trasformazioni dell'impulso e della sua derivata.

Il campo elettrico come osservato da osservatori posti in sistemi di riferimento diversi, in moto relativo.Legge di Gauss e invarianza della carica. Interazioni fra cariche in moto.****

Il campo magnetico nel vuoto. Forze su cariche in moto e su conduttori percorsi da corrente. L'effetto Hall.Leggi di Gauss e di Ampère per il campo magnetico.Il coefficiente di auto e di mutua induzione. Forze fra cariche in moto.Il campo elettrico e magnetico (campo Elettromagnetico) come osservati da sistemi di riferimento in moto relativo.

Il campo elettromagnetico in condizioni non stazionarie (interazioni dipendenti dal tempo).

L'induzione elettromagnetica e la legge di Faraday. Autoinduzione ed energia del campo magnetico. F.e.m. e correnti variabili (sinusoidali): cenni sui circuiti elettrici in regime quasi stazionario.La corrente di spostamento.

Il campo elettromagnetico e la materia.

I dielettrici: i vettori E, D e P.Proprietà magnetiche della materia: Dia- , Para- , e Ferro-magnetismo: i vettori B, H ed M.Le equazioni di Maxwell nel vuoto e in presenza della materia (forma differenziale ed integrale delle equazioni del campo).

Le onde.

Onde elastiche in sistemi monodimensionali: equazione differenziale delle onde e sue soluzioni. Velocità di fase. Onde sinusoidali. Rappresentazione vettoriale delle grandezze sinusoidali. Energia che si propaga per onde. Effetto Doppler.Onde bi- e tri-dimensionali.Sovrapposizione di onde, battimenti e velocità di gruppo.Discontinuità nel mezzo in cui avviene la propagazione e riflessione.Onde stazionarie. Gli strumenti musicali e la fisica della Musica.

Le onde elettromagnetiche e l'ottica.

Integrazione delle equazioni di Maxwell nel vuoto. Il vettore di Poyntyng e l'energia associata all'onda e.m. Onde di tensione e di corrente su una linea elettrica. Irraggiamento delle onde e.m. e loro spettro.

Onde e.m. in presenza di materiali isotropi: riflessione, rifrazione, dispersione, diffusione. Il principio di Huygens-Kirchhof. Le leggi di Snell. Riflessione e rifrazione su superfici piane e sferiche. Ottica geometrica.

Fenomeni di interferenza e coerenza: esperimenti con due e più sorgenti e con lamine sottili.Fenomeni di diffrazione. Principio di Huygens e propagazione rettilinea della luce nel vuoto.Diffrazione secondo Fresnel e secondo Fraunhofer. Diffrazione da più fenditure: il reticolo di diffrazione.L'ottica dei materiali anisotropi: dicroismo e birifrangenza. La polarizzazione della luce.

L'effetto fotoelettrico, l'effetto Compton e il comportamento quantistico della luce.

Cenni di Fisica quantistica---------------------------------------------

Gli argomenti elencati in corsivo verranno più o meno sviluppati, compatibilmente col tempo a disposizione.

Gli argomenti svolti nel Corso sono trattati ampiamente e in modo più che sufficiente nella maggior parte dei testi Universitari di Fisica 2 pubblicati. Se ne ricordano qui alcuni (in ordine alfabetico):

-Alonso Finn: Elementi di Fisica Vol .2 Masson-Addison-Wesley Ed.

-Bobbio-Gatti : Elementi di Elettromagnetismo . Ottica Boringhieri. Torino

-Halliday - Resnick: Fisica 2 . CEA Milano

-L.Lovitch - S. Rosati : Fisica Generale Vol.2 (Elettromagnetismo ed ottica). CEA Milano

Gli stessi Testi presentano raccolte più o meno ampie di esercizi svolti e da svolgere, anche in volumetti separati.

Per argomenti specifici si possono consultare anche:

-Autori vari : La Fisica di Berkeley vol 1, 2 , 3 e 4 -Zanichelli Bologna

-Feynmann - Leighton - Sands : La Fisica di Feynmann -InterEuropean Editions

-C.Moroni : Lezioni di Elettromagnetismo e Ottica Pitagora Editrice Bologna

-E.Perrucca : Fisica generale e sperimentale Vol 2 -Utet Torino

-R.Resnick : Introduzione alla Relatività ristretta -CEA Milano

GUIDA alla Risoluzione dei Problemi :

Capiluppi - Giacomelli et alii : Esercizi di Fisica 2 (2 volumi) Ed. CUSL

Focardi : Problemi di Fisica Generale Vol.2 (Elettromagnetismo & Ottica) C E A Milano

Mistura - Sacchetti : Problemi di Fisica: Elettromagnetismo e Ottica Edizioni KAPPA Roma

Morosi : Problemi di Fisica II per l’Università Ed. Masson - Addison-Wesley (solo elettromagnetismo)

Tartaglia : 300 esercizi svolti di Elettromagnetismo e Ottica - Ed. Levrotto & Bella - Torino

Durante le lezioni verranno di volta in volta forniti suggerimenti e indicazioni relativi ai testi che si possono consultare.