FISICA GENERALE II

Anno accademico 2022/2023 - Docente: IVANO LOMBARDO

Risultati di apprendimento attesi

Gli obiettivi specifici della parte di corso tenuta dal docente sono i seguenti:

  • Fornire un approccio metodico all'inquadramento dei problemi fisici riguardanti l'elettromagnetismo, l'ottica e la relatività;
  • Stabilire connessioni con analoghe strategie di problem solving connesse ad altre aree della fisica;
  • Stimolare la curiosità dello studente verso le tematiche della fisica moderna tramite i segnali di essa già rintracciabili nell'elettromagnetismo classico.

In riferimento ai cosiddetti Descrittori di Dublino, questo corso contribuisce a acquisire le seguenti competenze trasversali:

Conoscenza e capacità di comprensione:

  • Capacità di ragionamento induttivo e deduttivo.
  • Capacità di schematizzare un fenomeno naturale in termini di grandezze fisiche scalari e vettoriali.
  • Capacità di impostare un problema utilizzando opportune relazioni fra grandezze fisiche (di tipo algebrico, integrale o differenziale) e di risolverlo con metodi analitici o numerici.

Capacità di applicare conoscenza:

  • Capacità di applicare le conoscenze acquisite per la descrizione dei fenomeni fisici utilizzando con rigore il metodo scientifico.
  • Capacità di inquadramento di un esercizio, ance complesso, riguardante le tematiche della fisica generale II.

Autonomia di giudizio:

  • Capacità di ragionamento critico.
  • Capacità di individuare i metodi più appropriati per l'inquadramento e la risoluzione di un esercizio.

Abilità comunicative:

  • Capacità di esporre in maniera rigorosa tutti i passaggi fisici, logici e matematici necessari alla risoluzione di un problema.
  • Capacità di effettuare rapide stime numeriche di risultati attesi in un problema ben impostato.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Lezioni di esercitazioni frontali tradizionali

Prerequisiti richiesti

Calcolo differenziale e calcolo integrale di funzioni reali ad una variabile. Vettori nello spazio fisico e principali operazioni sui vettori. Concetti fondamentali della meccanica quali forze, forze conservative, lavoro, energia cinetica, energia potenziale. Leggi di Newton e equazione differenziale del moto.

Frequenza lezioni

Non obbligatoria, ma fortemente consigliata

Contenuti del corso

La parte del corso di Fisica II trattata dal docente riguarderà principalmente:

Esercitazioni di Fisica Generale II

Problemi ed esercizi su: campi elettrici – legge di Gauss – potenziale elettrostatico – problemi generali di elettrostatica – calcoli di capacità – forze tra conduttori – effetti dovuti ai dielettrici – considerazioni energetiche nella elettrostatica – metodo delle cariche immagine – leggi di Ohm – leggi di Kichhoff – circuiti RC – campi magnetici: leggi di Laplace e Biot-Savart – legge di Ampère-Maxwell - magnetismo nella materia – applicazioni della legge di Faraday – autoinduzione – circuiti RL – mutua induzione – onde elettromagnetiche – vettore di Poynting – pressione di radiazione – ottica fisica – problemi di cinematica e dinamica relativistica – problemi di elettromagnetismo relativistico - complementi di relatività e magnetismo nella materia

Testi di riferimento

Per le esercitazioni:

F. Porto, G. Lanzalone, I. Lombardo, D. Dell'Aquila, Problemi di Fisica Generale, Elettromagnetismo, Ottica, Relatività, II Edizione, EdiSES

M. Bruno, M. D'Agostino, R. Santoro, Esercizi di Fisica Generale, CEA

 

Per la parte teorica si consigliano:

D. Griffiths, Introduction to Electrodynamics, Cambridge

P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Fisica II, EdiSES

C. Mencuccini, V. Silvestrini, Fisica II, CEA

E. Amaldi, R. Bizzarri, G. Pizzella, Fisica Generale, Elettromagnetismo e ottica, Zanichelli

E.M. Purcell, La Fisica di Berkeley: Elettricità e Magnetismo, Zanichelli 

D. Halliday, R. Resnick, K.S. Krane, Fisica, vol. II (III o IV edizione), Ambrosiana


Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1EsercitazioniPorto, Bruno

VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

Modalità di verifica dell'apprendimento

L’esame consiste in una prova scritta e in un colloquio orale. La prova scritta consiste nella risoluzione di problemi entro un tempo max di 2 ore. La valutazione dello scritto terrà conto della correttezza dell’impostazione di risoluzione dei problemi, della correttezza dei calcoli numerici e delle cifre significative, delle argomentazioni a supporto della procedura seguita. Il voto minimo di ammissione all’esame orale è di 15/30. La valutazione della prova orale terrà conto del livello di approfondimento dei contenuti esposti e della proprietà di linguaggio e di esposizione. E' possibile sostituire l’esame scritto, ed eventualmente anche l’esame orale con due prove in itinere, la prima relativa all’elettrostatica, nel vuoto e nella materia, e alle correnti elettriche e la seconda relativa alla rimanente parte del programma. Il superamento delle prove in itinere richiede il superamento di un esame scritto ed eventualmente di un esame orale per ciascuna prova. Per la valutazione delle prove in itinere verranno seguiti gli stessi criteri sopra descritti per le prove ordinarie. Il voto minimo per superare lo scritto è di 15/30. La prima prova in itinere si svolgerà alla fine del primo periodo didattico, nella sessione d’esami di febbraio. Se si è superato lo scritto è possibile partecipare anche alla prova in itinere orale, purchè nella medesima sessione. Gli studenti che abbiano superato la prima prova in itinere (esame scritto oppure esame scritto e orale) potranno accedere alla seconda prova in itinere. La prova scritta e la prova orale relativa alla seconda prova in itinere sarà riproposta fino all'appello di settembre . Lo studente che avrà superato entrambe le prove in itinere scritte, potrà essere dispensato dall’effettuazione della prova scritta ordinaria. Lo studente che avrà superato entrambe le prove in itinere scritte ed entrambe le prove in itinere orali si vedrà invece riconosciuta l’intera materia senza necessità di effettuare l’esame ordinario. Tutti gli esami scritti, sia quelli in itinere che quelli ordinari, hanno validità limitata e sarà necessario completare l’esame, superando l’esame orale, entro cinque mesi dall'ultima prova scritta sostenuta. Se lo studente non supererà l'esame entro tale termine dovrà ripetere lo scritto.

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

Problemi ed esercizi su: campi elettrici – legge di Gauss – potenziale elettrostatico – problemi generali di elettrostatica – calcoli di capacità – forze tra conduttori – effetti dovuti ai dielettrici – considerazioni energetiche nella elettrostatica – metodo delle cariche immagine – leggi di Ohm – leggi di Kichhoff – circuiti RC – campi magnetici: leggi di Laplace e Biot-Savart – legge di Ampère-Maxwell - magnetismo nella materia – applicazioni della legge di Faraday – autoinduzione – circuiti RL – mutua induzione – onde elettromagnetiche – vettore di Poynting – pressione di radiazione – ottica fisica – problemi di cinematica e dinamica relativistica – problemi di elettromagnetismo relativistico