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Fisica 2 (DM 270) - a.a. 2012/13

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Anno accademico 2012/2013

Codice dell'attività didattica
MFN0346
Docenti
Prof. Guido BOFFETTA (Titolare del corso)
Prof. Paolo Gambino (Titolare del corso)
Corso di studi
Laurea in Matematica
Anno
3° anno
Periodo didattico
Secondo semestre
Tipologia
D.M. 270 - TAF C
Crediti/Valenza
9
SSD dell'attività didattica
FIS/01 - fisica sperimentale
FIS/02 - fisica teorica, modelli e metodi matematici
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'esame
Orale
Oggetto:

Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

L’allievo/a dovrà imparare a trattare fenomeni di natura elettrica e magnetica, individuando le leggi che riguardano lo specifico fenomeno in esame. Dovra' riconoscere le proprietà caratterizzanti di un fenomeno ondulatorio, in particolare delle onde elettromagnetiche, esser capace di prescindere, nella descrizione di un fenomeno fisico, dallo stato di moto dell’osservatore. Dovrà inoltre apprendere i principi guida che hanno consentito il superamento delle leggi classiche.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza dei fenomeni di natura elettrica e magnetica, sia indipendenti dal tempo che dipendenti dal tempo. Capacita' di risolvere semplici problemi in tale contesto. Conoscenza delle leggi fondamentali dell'elettromagnetismo e della relativita'. Sviluppo di capacita' critiche nell'individuare i punti essenziali di un problema fisico, la validita' di relazione note, la loro applicabilita'.

Oggetto:

Programma

 

Il corso è articolato in due parti, strettamente connesse tra loro:

1: Elettricità e Magnetismo.

Carica elettrica, campo e potenziale elettrico. Campo elettrostatico nel vuoto. Leggi dell'elettrostatica. Conduttori e dielettrici. Corrente elettrica stazionaria e resistenza, circuiti. Il campo magnetico in condizioni stazionarie; leggi di Ampere e Faraday, campi elettrici e magnetici variabili nel tempo. Campo magnetico nella materia. Equazioni di Maxwell e onde elettromagnetiche.

2: Fenomeni ondulatori, relatività e nascita della fisica moderna.

Onde elastiche, equazione di D'Alembert, onde armoniche, sovrapposizione d'onde. Effetto Doppler, rifrazione, interferenza, diffrazione. Basi della teoria della relatività ristretta, esperimento di Michelson-Morley. I postulati di Einstein, le trasformazioni di Lorentz e loro conseguenze (dilatazione tempi, contrazione lunghezze). Lo spazio-tempo di Minkowski, formalismo covariante: quadrivettori e quadritensori. Dinamica relativistica: il quadrimpulso. Cenni di formulazione covariante dell'elettromagnetismo. Effetto fotoelettrico: il fotone. L'atomo di Bohr, relazioni di De Broglie e natura ondulatoria della materia. 

 The Course consists of two parts, stricltly related among each other and partly conducted in parallel:

 

1. Electricity and Magnetism. Electric charge, electric field and potential. Electrostatic field in the vacuum; laws of electrostatics. Conductors, dielectrics. Stationary electric currents, resistance, electric circuits. Static magnetic field. Ampere and Faraday laws. Time dependent electric and magnetic fields. Magnetic fields in matter. Maxwell equations and electromagnetic waves.

 

2. Waves, relativity, introduction to modern physics. Elastic waves, D'Alembert equation, harmonic waves and superposition. The Doppler effect, rifraction, interference, diffraction. Foundations of relativity, the Michelson-Morley experiment. Einstein's postulates, Lorentz transformations and their implications (dilation of time, contraction of lengths). Minkowski space-time, covariant formalism: 4vectors and 4tensors. Relativistic Dynamics: the 4momentum. Covariant formulation of electromagnetism. The photoelectric effect and the photon. Rutherford experiment and Bohr's atom, De Broglie relations and wave nature of matter. 

 

Speed and properties of light.  Foundations of theory of special relativity. Relativistic kinematics. Minkowski space, covariant formalism. Relativistic dynamics, invariance of physical laws. The crisis of classical physics. Dualism matter-wave. Elements of quantum mechanics. 

 

 

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

La parte di elettromagnetismo e ottica si può studiare su qualsiasi testo di Fisica 2 di livello universitario, come ad esempio "Fisica 2" di Mencuccini e Silvestrini, ed. Liguori. Per la parte di Relatività si consiglia "Relatività" di V. Barone, ed. Bollati-Boringhieri. Inoltre, sono disponibili nella sezione Materiali gli appunti del docente su onde e relativita'.



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Note

FISICA 2, MFN0346 (DM 270) , 9 CFU: 5 CFU, FIS/01, TAF C (Affine), Ambito attività formative affini o integrative; 4 CFU, FIS/02, TAF C (Affine), Ambito attività formative affini o integrative.

Modalità di verifica/esame: L'esame consiste in una prova scritta e un colloquio orale.

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Ultimo aggiornamento: 17/12/2014 10:29

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