SCHEDA DELL’ INSEGNAMENTO CAMPI ELETTROMAGNETICI
(Electromagnetic Fields)
Corso di Laurea di Ingegneria Elettronica e delle Telecomunicazioni
Fisica dell’elettromagnetismo e
dell’ottica x Triennale A.A. 2020/2021
Docenti: GIUSEPPE IASELLI 080/5442440 email: [email protected]
SSD FIS/01 CFU 6 Anno di corso (I, II o III) II Semestre (I o II) I
Insegnamenti propedeutici previsti: Fisica Generale (modulo I e modulo II) RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
Conoscenza e capacità di comprensione
Descrizione dei campi elettrici e magnetici nel vuoto e nei mezzi materiali
Comprensione dei fenomeni ondulatori e descrizione delle onde elettromagnetiche Conoscenza dei fenomeni di ottica fisica (interferenza e diffrazione)
Conoscenza di elementi di fisica moderna
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Capacità di risolvere semplici calcoli numerici di campi elettromagnetici ed ottica fisica Capacità di consultare documentazione scientifica con formalismo matematico avanzato Eventuali ulteriori risultati di apprendimento attesi, relativamente a:
Autonomia di giudizio: Capacità di comprendere ed interpretare fenomeni fisici nuovi
Abilità comunicative: Capacità di divulgare concetti avanzati di Fisica
Capacità di apprendimento: Capacità di apprendere nuovi concetti con formalismo matematico avanzato
PROGRAMMA
Campi elettrici e magnetici nella materia (1.5 CFU). Richiami sui campi elettrici e magnetici nel vuoto. Formalismo differenziale delle equazioni di Maxwell. Polarizzazione dei dielettrici. Equazioni generali dell’elettrostatica nei dielettrici.
Magnetizzazione della materia. Equazioni generali della magnetostatica nei materiali.
Oscillazioni ed onde (1.75 CFU). Richiami sull’oscillatore armonico. Metodo fasoriale. Oscillatore armonico smorzato e forzato. Risonanza. Introduzione ai fenomeni ondulatori. Equazione onda. Onde EM e relative proprietà. Polarizzazione.
Intensità ed energia di un’onda. Onde stazionarie. Onde sonore. Effetto Doppler. Principi dei sensori Doppler.
Riflessione e rifrazione delle onde (0.75 CFU). Indice di rifrazione. Principio di Huygens. Legge di Snell. Riflessione e rifrazione onde EM. Principio fisico delle guide d’onda e delle fibre ottiche. Principi dei sensori a fibre ottiche.
Interferenza e diffrazione (0.75 CFU). Somma di onde. Interferenza da due e più sorgenti. Principi di Interferometria.
Diffrazione. Reticoli di diffrazione. Spettroscopia. Diffrazione dei raggi X. Principi fisico dell’olografia. Principio fisico dei sensori ad interferometria.
Fisica Moderna (1.25 CFU). Effetto fotoelettrico. Effetto Compton. Dualità onda-particella. Diffrazione degli elettroni. Modello dell’atomo. Emissione di fotoni. Laser. Principi di meccanica quantistica. Effetto tunnel. Principio dei sensori a effetto tunnel.
Fotocellule.
CONTENTS
Electrical and magnetic fields in matter (1.5 CFU). Recalls on the electric and magnetic fields in the vacuum. Differential Formalism of Maxwell Equations. Polarization of dielectrics. General equations of electrostatic in dielectrics. Magnetization of matter. General equations of magnetostatics in materials.
Oscillations and waves (1.75 CFU). Recalls on the harmonic oscillator. Phasors. Damped and forced harmonized oscillator.
Resonance. Introduction to wave phenomena. Wave equation. EM waves and their properties. Polarization. Intensity and energy of a wave. Stationary waves. Sound waves. Doppler effect. Principles of Doppler sensors.
Reflection and refraction of waves (0.75 CFU). Refractive index. Huygens Principle. Snell's Law. EM wave reflection and refraction. Physical principle of waveguides and fiber optics. Principles of fiber optic sensors.
Interference and diffraction (0.75 CFU). Sum of waves. Interference from two and more sources. Principles of interferometry.
Diffraction. Diffraction patterns. Spectroscopy. Physical Principles of holography. Physical principle of interferometry sensors.
Modern Physics (1.25 CFU). Photoelectric effect. Compton effect. Duality-wave particle. Diffraction of electrons. X-ray diffraction. Model of atom. Photon emission. Laser. Principles of quantum mechanics. Tunnel effect. Principle of tunnel effect sensors. Photocells.
SCHEDA DELL’ INSEGNAMENTO CAMPI ELETTROMAGNETICI
(Electromagnetic Fields)
Corso di Laurea di Ingegneria Elettronica e delle Telecomunicazioni
Fisica dell’elettromagnetismo e
dell’ottica x Triennale A.A. 2020/2021
PREREQUISITI
Conoscenze delle operazioni di derivata e integrazione di funzioni continue; soluzione di equazioni differenziali ordinarie;
conoscenza dei principi fondamentali dei campi elettrici e magnetici nel vuoto MATERIALE DIDATTICO (max 4 righi, Times New Roman 10)
1. Appunti/dispense del corso in formato elettronico
2. Mazzoldi, Nigro, Voci, Elementi di fisica, Vol. I, II - EDISES 2. Mazzoldi, Nigro, Voci, Fisica, Vol. I, II - EDISES
MODALITA' DI ESAME
L'esame si articola in prova Scritta e orale Solo scritta X Solo orale
Discussione di elaborato progettuale Altro, specificare
In caso di prova scritta i quesiti sono (*) A risposta multipla A risposta libera Esercizi numerici X
MODALITA’ DI VERIFICA DELL’APPRENDIMENTO E REQUISITI MINIMI DI APPRENDIMENTO Esame orale ad integrazione di una prova scritta non sufficiente.
CONTENUTI MINIMI PER IL SUPERAMENTO DELL’ESAME
Formalismo differenziale delle equazioni di Maxwell. Polarizzazione dei dielettrici. Equazioni generali dell’elettrostatica nei dielettrici. Magnetizzazione della materia. Equazioni generali della magnetostatica nei materiali. Oscillatore armonico smorzato e forzato. Risonanza. Introduzione ai fenomeni ondulatori. Equazione onda. Onde EM e relative proprietà. Polarizzazione. Intensità ed energia di un’onda. Onde stazionarie. Indice di rifrazione. Principio di Huygens. Legge di Snell. Riflessione e rifrazione onde EM. Somma di onde. Interferenza da due e più sorgenti. Diffrazione. Effetto fotoelettrico. Effetto Compton. Dualità onda- particella. Diffrazione degli elettroni. Modello dell’atomo. Emissione di fotoni. Principi di meccanica quantistica.
