Giorno
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Data
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Ore
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Argomento
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Lun
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19.4
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2
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Elettrostatica
(1-22). Le 4 forze fondamentali della
natura: forza gravitazionale, interazione nucleare debole, forza
elettromagnetica, interazione nucleare forte. Particelle costituenti
della materia: quark e leptoni. Particelle mediatrici delle
interazioni: bosoni. Triboelettricità, lampi e fulmini. Legge di
Coulomb. Principio di sovrapposizione. Distribuzioni continue di carica
elettrica. |
| Mer |
21.4
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4
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Elettrostatica
(23-35).
Il campo elettrico.
Rappresentazione del campo elettrico mediante linee di flusso. Flusso
del campo elettrico. Legge di Gauss per il campo elettrico. Divergenza
di un campo vettoriale. Teorema di Gauss (o teorema della divergenza).
Forma locale della legge di Gauss per il campo elettico. Potenziale
elettrostatico. Elettrostatica
dei conduttori metallici (1-8). Dielettrici
e conduttori. Distribuzione della carica, campo elettrico e potenziale
all’interno dei conduttori. Induzione elettrostatica. Campo elettrico
sulla superficie dei conduttori. |
| Gio |
22.4
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6
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Elettrostatica
dei conduttori
metallici (9-34). Campo elettrico
nella cavità di un conduttore, schermo elettrostatico, gabbia di
Faraday. Induzione completa. Significato della messa a terra.
Potenziale di una sfera conduttrice carica. Il potere delle punte.
Capacità di un conduttore. Condensatore sferico e condensatore
piano. Capacità di un condensatore. Condensatori collegati in
serie e in parallelo. Problema
generale dell'elettrostatica (1-5). Energia
elettrostatica di un sistema di cariche elettriche. |
Lun
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26.4
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8
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Problema
generale
dell'elettrostatica (6-28). Dipolo
elettrico. Energia accumulata in un condensatore carico. Densità
di energia associata al campo elettrico. Localizzazione dell’energia
elettrostatica. Località del principio di conservazione
dell’energia. Equazioni di Poisson e di Laplace. Il problema generale
dell’elettrostatica. |
| Mer |
28.4
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10
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Corrente
elettrica (1-29). Corrente elettrica,
modello di Drude-Lorentz, velocità di deriva e velocità
termica degli elettroni di conduzione. Intensità di corrente e
densità di corrente. Legge di Ohm in forma locale e integrale,
resistenza, conduttanza, resistività
e conduttività. Resistori. Resistori collegati in serie e in
parallelo. Potenza dissipata, legge di Joule. Superconduttori.
Generatori elettrici. Natura non elettrica e non conservativa delle
forze agenti sulle cariche in un generatore. Il generatore di Van der
Graaf. Esercizi.
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| Gio |
29.4
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12
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Circuiti
in corrente continua
(1-18). Circuiti in corrente continua.
Elettrodotti: utilizzo dell’alta tensione per ridurre la dissipazione.
Transitori in un circuito RC: processo di carica e scarica di un
condensatore. Esercizi.
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Lun
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3.5
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14
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Forza
magnetica (1-23). L’interazione
tra due cariche puntiformi in movimento, legge di
Ampère-Biot-Savart. Forza magnetica e sue caratteristiche:
natura non centrale, inabilità a compiere lavoro, violazione del
principio di azione e reazione, quantità di moto trasportata dal
campo. Distribuzioni continue di carica in movimento. Conservazione
locale della carica elettrica, equazione di continuità in forma
locale e integrale. Esercizi.
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| Mer |
5.5
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16
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Forza
magnetica (24-46). Il
campo magnetico, forza di Lorentz, forza magnetica agente su di una
distribuzione continua di carica in moto, campo magnetico generato da
una distribuzione continua di carica in moto. Circuiti filiformi, prima
e seconda formula di Laplace, legge di Biot e Savart, campo magnetico
generato da una spira circolare e da un solenoide. Forza tra due fili
rettilinei paralleli percorsi da corrente, definizione
dell’Ampère. Esercizi.
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| Gio |
6.5
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18
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I
compito parziale (elettrostatica). |
Lun
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10.5
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20
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Le
equazioni del campo magnetico
(1-7). Tubi di flusso.
Flusso del campo magnetico. Legge di Gauss per il campo magnetico in
forma integrale e locale. Assenza della carica magnetica. Esercizi.
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| Mer |
12.5
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22
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Le
equazioni del campo magnetico
(8-39). Circuitazione del
campo magnetico. Legge di Ampère-Maxwell in forma integrale e
locale, corrente di spostamento. Legge di Ampère-Maxwell e
conservazione della carica elettrica. Calcolo di campi magnetici con la
legge di Ampère-Maxwell: filo elettrico rettilineo indefinito,
solenoide. Esercizi.
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| Gio |
13.5
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24
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Induzione
elettromagnetica
(1-35). Il principio di
relatività. Forza esercitata da un filo neutro percorso da
corrente su di una carica elettrica puntiforme, vista nei sistemi di
riferimento dell’osservatore solidale al filo e dell’osservatore
solidale alla carica. Contrazione delle lunghezze. Campi elettrici a
flusso nullo e circuitazione diversa da zero. Circuitazione del campo
elettrico. Legge di Faraday-Lenz in forma integrale e locale. Campo
elettrico indotto, forza elettromotrice e corrente indotta. Le
equazioni di Maxwell. Esercizi.
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Lun
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17.5
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26
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Circuiti in
corrente alternata
(1-16). Autoinduzione.
Induttanza di un solenoide. Energia accumulata in un induttore percorso
da corrente. Densità di energia associata al campo magnetico.
Mutua induzione. Esercizi.
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| Mer |
19.5
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28
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Circuiti in
corrente alternata
(17-40). Valore medio e
valore quadratico medio (valore efficace). Corrente alternata. Formula
di Galileo Ferraris. Elementi di circuito: resistori, condensatori,
induttori e generatori di tensione. Reti elettriche, maglie, nodi e
rami. Le leggi di Kirchhoff e la regola di Maxwell. Esercizi.
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| Gio |
20.5
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30
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Circuiti in
corrente alternata
(41-77). Transitori in un
circuito RL. Extracorrente di apertura. Circuito oscillante RLC-serie,
analogie con l’oscillatore meccanico smorzato. La notazione complessa.
Stato stazionario di un circuito RLC-serie sottoposta a forza
elettromotrice alternata. Impedenza, resistenza, reattanza, ammettenza,
conduttanza esuscettanza. Esercizi.
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Lun
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24.5
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32
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Onde
elettromagnetiche e vettore
di Poynting (1-29). Densità
del flusso di energia, vettore di Poynting. Conservazione dell’energia
e teorema di Poynting. Onde elettromagnetiche, equazione di d’Alambert.
|
Mer
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25.5
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¯¯
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Assenza per impegno scientifico
(Discussione con il Presidente dell'INFN sul calcolo degli esperimenti
di LHC). Recupero lunedì 31 maggio.
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| Gio |
27.5
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34
|
II
compito parziale (elettrodinamica). |
Lun
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31.5
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38
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Onde
elettromagnetiche e vettore
di Poynting (30-53). Soluzione
dell’equazione di d’Alambert: onde piane progressive e regressive,
onde sferiche divergenti e convergenti. Onde monocromatiche: periodo e
lunghezza d’onda, frequenza angolare, numero d’onda e vettore d’onda,
indice di rifrazione. Luce policromatica e luce bianca: spettro di
ampiezza e spettro di fase. Analisi spettrale. Spettro della luce
solare, di una lampada a incandescenza e di una lampada fluorescente.
Sintesi additiva e sottrattiva dei colori, spettro dei colori
fondamentali. Lo spettro delle onde
elettromagnetiche (1-28). Onde radio. Antenne. Diffrazione.
Propagazione delle onde radio oltre gli ostacoli. Microonde. Klystron e
magnetron. Il forno a microonde. Radiazione infrarossa. Radiazione
visibile. Sorgenti di luce visibile. Lampade a incandescenza e lampade
a scarica. Tubi fluorescenti. Diffrazione: lunghezza d’onda utilizzata
per leggere CD e DVD. Radiazione ultravioletta. Dipendenza dell’energia
dei quanti elettromagnetici dalla frequenza. Capacità ionizzante
delle onde em di alta frequenza. Raggi X. Raggi gamma. Ottica
geometrica (1-19). Diffrazione
e approssimazione dell’ottica geometrica: angolo di allargamento di un
fascio di luce dovuto alla diffrazione. Fenomeni di diffrazione di
Fresnel. Il raggio luminoso. Riflessione, rifrazione e legge di Snell.
Principio di Huygens-Fresnel e formulazione matematica di Kirchhoff.
Derivazione delle leggi della riflessione e della rifrazione dal
principio di Huygens-Fresnel. Esercizi.
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| Mer |
2.6
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¯¯
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Festa
nazionale
della repubblica. Recupero lunedì 7 giugno. |
Gio
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3.6
|
¯¯
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Assenza per impegno
scientifico (Incontri di Facoltà: presentazione
dell'attività di ricerca). Recupero lunedì 14 giugno.
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Lun
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7.6
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42
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Ottica
geometrica (20-66). Specchio
piano. Prisma. Diottro sferico. Approssimazione di Gauss. Equazione del
diottro. Ingrandimento lineare trasversale e ingrandimento angolare.
Punti coniugati e fuochi. Specchio sferico. Equazione dello specchio
sferico. Sistemi ottici centrati, lente semplice e lente sottile. Esercizi.
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| Mer |
9.6
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44
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Ottica
geometrica (67-89 e 105-108). Equazione della lente. Aberrazioni:
aberrazione sferica, coma, astigmatismo dei fasci inclinati, curvatura
di campo, distorsione, aberrazione cromatica. L’occhio, accomodazione,
modello ridotto dell’occhio. Polarizzazione delle onde
elettromagnetiche (1-16).
Trasversalità delle onde em. Relazione tra campo elettrico e
campo magnetico in un’onda em. Polarizzazione lineare, circolare ed
ellittica. Polarizzazione destrorsa e sinistrorsa. Esercizi. |
| Gio |
10.6
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46
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Polarizzazione
delle onde
elettromagnetiche (17-45). Onde em non
polarizzate e parzialmete polarizzate. Metodi di polarizzazione delle
onde em: emissione selettiva, assorbimento selettivo, diffusione
singola e riflessione. Polarizzatore perfetto, legge di Malus. Angolo
di Brewster. Lamine di ritardo. Intensità luminosa. Matrice di
coerenza e grado di polarizzazione. Applicazioni: occhiali antiriflesso
e cristalli liquidi. Esercizi.
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Lun
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14.6
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50
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Interferenza
(1-26). L’esperimento di Young.
Fallimento dell’ipotesi corpuscolare della luce e spiegazione
ondulatoria. Massimi e minimi di interferenza. Condizioni per
l’interferenza. Coerenza. Interfereometri a divisione di ampiezza e a
divisione del fronte d’onda. Lunghezza di coerenza. Specchi di Fresnel,
biprisma di Fresnel, interferometro di Rayleigh, cammino ottico, misura
dell’indice di rifrazione di un gas, interferenza da lamine sottili,
interferometro di Michelson. Esercizi.
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| Mer |
16.6
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52
|
III
compito parziale (termodinamica). |
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