Scopodei corsi di fisicaèquellodi dareuna visionecoeren teed unificatadei fenomenifisicie dei metodi che ne permetton olo studio.Nella primo Mod ulo vengonotratt at le in terazioni elettromagneticheanalizzatein term ini dicampi. Sono discu sselelegg i fondamentali dell'elet-tromagnetismo (nel vuoto e nellamat eria) che si compe ndiano nelle equazioni di Maxwell.
Particolare rilievo èdato allo stu d io dell'onda elettromagnetica,comeestensio ne delle equaz io-nidi Maxwell.Nel secondoMod uloviene tratt ata l'interazione dell'onda elettro m ag ne tica con la materia, nonchéi fen om en i otticiond ul ator ied il loro limite geometrico. Viene fornitauna breveintroduzion ealameccani caquantistica, base perlo stud io della str u tt u ra dellamateria.
REQUISITI
Conoscenza degliargomentitrattatinel corsodiFisicaI.
PROGRAMMA
IMODULO:ELETTROMAGNETISMO
Impeg no (ore) lezione:38 eserci taz ione: 18 Elettros tatica nel vuoto [4ore]
Forzaelettri ca.Campo elettrostatico.Lavoro epoten ziale.Legge di Gauss.Conduttori e conden-satori.Ene rgiaelettrostatica.
Campo elettrostaticoiIIUIIdielettrico[6ore]
Trattaz ione macroscopicadeidielettrici isotro pi.Tra ttaz ione microscopica:polari zzabilità elet-tronica di un gas.Polarizzabil itàdeisolid i:sus cettivi tà dielettricacome tensore. Condiz ioni al contorno per ivettoricampo elettrico espostamento elettrico.
Correnti elettricheiIIregime stazionario[2ore]
Legge diOhm. Effetto [oule-Forzaelettro mo tr ice.Interpretaz ione microscopi ca della condu-zionedeimetalli.
Campo magneticostatico.[Bore]
La forz a di Lorentz.Moto di cariche in campimagn etic i.Ciclotrone, spe ttrome tro di massa, effetto Hall, espe rimen to diThoms on.For ze magne tichesucorrenti.-Galva no me tro.
Campi magn eticigen eratidacorrentistaz iona rie. Legg edellacircuitazi on ediAmpère.
Proprietà magnetiche dei materiali.[4ore]
Ana logia tradipoli elettrici e magnetici. Mag ne tizzazione. Descrizion emacroscopic a sostanze dia-para-ferromagnetiche.
Fenomeni induttiniziq ore]
Leggedi Farad ay - Lenz - Henry.Betatron e.Principi odi conservazionedella carica . Equaz ione di Am pè re-Maxwell. Autoinduzione - Ene rgia campo magnetico (circuito RL).Osciliazioni libere. (circuito LC),oscillazioni(circuitoRLC) libere eforzate.Reattanza eimped en za ricavate con metodo simbolico. Mutua induzione;Trasformatore.
Onde(2ore)
Descriz ione del moto ondulatorio, propagazion edell'ondain una corda.
Onde elettromagnetiche.isore]
Equazi oni di Maxwell, onde elettromagnetiche.Ene rgia,in tensità quantità di motodell'onda E.M. Teoremadi Poynting. Spettro elettromag ne tico. La luce.
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LABORATORIO [4ore]
1.Misura di resistenza con ponte di Wheatstone e di temperatura con sensore PT100.
2.Studio delle oscillazioni forzate in un circuito RLC mediante uso dioscilloscopio e generatore di segnali, e simulazioni al calcolatore di transitori in circuitiRC e RLC
ESERCITAZIONI.[14ore]
Esercizisvolti in aula su argomenti trattatinelcorso
IIMODULO:FENOMENI ONDULATORI
Impegno (ore) lezione:38 esercitazione:18 Interazione onda Elettromagnetica con la materia.[8ore]
Analisi qualitativa del corpo nero, ipo tesi di Plank.Quantizzazionedell' en ergia elettrom agneti-ca:effetto fotoelettrico.Propagagazi oneonde elettromagnetiche nella materia :dispersione, velocità di fase e di gruppo.
Onda elettromagnetica in un mezzo:rispostain frequenza (indice di rifrazionecomplesso).
Ottica geometrica[8ore]
Leggidella riflessione e della rifrazione:Leggedi Snell. Coefficientidi riflessione e trasmissione.
Specchi,diottri, lenti.Strumenti ottici. Fenomeni ondulatori.[12ore]
Interferenza di onde prodotte da 2 sorgenti. Coerenza .Interferenza da N sorgenti coerenti, da lamine. Onde stazionarie.Diffrazione:fenomenidi Fraunhofer da una fenditura. Potere separa-tore.Reticolodi diffrazione e calcolo del suo potere separatore.Diffrazioneda cristalli, di raggi X.Polarizzazione della luce. Sostanze dicroiche.angolo di Brewster, attività ottica. Onda E.M. in mezzianisotropi. Elissoide di Fresnel, lamina birifrangente.
Struttura della materia.[lOore]
Proprietà ondulatorie della materia:diffrazione di elettroni. Relazione di de Broglie, Funzione d'onda. Equazione d'onda.Equazionedi Schrodìnger, Principio di indeterminazione di Heisenberg.Livelli energetici di una particella carica in un potenziale. "a scatola".Principio di funzionamento del laser.
LABORATORIO[4ore]
1.Misura dell'indicedi rifrazione con il metodo del prisma.
2. Misura di lunghezza d'onda della luce mediante reticolo di diffrazione e misura di indice di rifrazione mediante luce polarizzatae angolo di Brewster (con rivelatore a fotodiodo);
ESERCITAZIONI[14ore]
Esercizi svolti in aula su argomenti trattati nel corso.
BIBLIOGRAFIA Testi di riferimento:
V'P. Mazzoldi, M. Nigro,C.Voci Fisica VoI.II.
yM.Alonso,E.J.Finn,Elementi di fisica per l'università.VoI. II, Masson, Milano.
Testi ausiliari:
YTar taglia, Esercizi svolti di elettromagnetismo e ottica, Levrotto e Bella, Torino.
"H allid ay, Resnick, Kraness Fisica II, Ed. Ambrosiana, Milano
"Amaldì, Bizzarri, Pizzella, Fisica generale, Zanichelli.
ESAME
a) L'esame consta di una prova scritta e una orale.
b) L'esame (orale) può essere sostenuto in qualunque appello a partire da quello in cui si è svol-to lo scritsvol-to stesso, purchè entro l'anno solare. Superasvol-to tale tempo senza aver sostenusvol-to l'orale con esito favorevole lo scritto deve essere comunque ripetuto.
c) La prova scritta rimane valida, nei limiti di tempo di cui al punto precedente, anche nel caso in cui la prova orale non venga superata.
d) Lo studente che intende sostenere l'orale deve prenotarsi facendo uso del calcolatore presso ilDipartimento di Fisica entroil giorno precedente quello dello scritto.Non occorre prenotarsi per lo scritto.
e) Lo statino deve essere presentato all'atto di sostenere l'esame orale.
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