REGISTRO DELLE LEZIONI (di cui all art. 39 del Regio Decreto 6 aprile 1924, n. 674)

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1 Mod. 1/147 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI ROMA TOR VERGATA Macroarea di Scienze M.F.N. REGISTRO DELLE LEZIONI (di cui all art. 39 del Regio Decreto 6 aprile 1924, n. 674) di Fisica 2 per il corso di studio Laurea Triennale in Fisica impartite dal Prof. Massimo Bassan qualifica P.A. nell Anno Accademico Visto del Preside A V V E R T E N Z A Al termine del corso il professore deve consegnare il libretto, debitamente compilato, alla Segreteria della Presidenza della Facoltà di appartenenza, la quale, previa apposizione del visto da parte del Preside, provvede alla trasmissione alla Divisione competente.

2 R.D. 6 aprile 1924, n. 674 Approvazione del regolamento generale universitario (Pubblicato nella Gazzetta Ufficiale 21 maggio 1924, n. 120) omissis Art. 39 Ciascun professore, sia di ruolo sia incaricato, e ciascun libero docente deve tenere per ogni corso un registro nel quale nota giorno per giorno l'argomento della lezione o esercitazione tenuta, apponendovi la firma. Questo registro, munito del visto del preside della facoltà o del direttore della scuola, deve essere, alla fine delle lezioni o ad ogni richiesta del rettore o direttore, consegnato alla segreteria dell'università o istituto. Esso è ostensibile ad ogni richiesta del preside, del rettore o direttore e viene consegnato alla segreteria dell'università o istituto alla chiusura dei corsi. omissis

3 Argomento della lezione n. 1-2 Argomento della lezione n. 3-4 Cenni sul programma e sulle 4 interazioni fondamentali. Relativita Ristretta: le trasformazioni galieliane (GT) e la costanza di c. Cenni sull esperimento di Michelson-Morley; crisi della meccanica classica. Le trasformazioni di Lorentz (LT) per evento e per le velocita. Contrazione delle distanze e dilatazione dei tempi. Addì, 4 ottobre 2016 Tempo proprio esperienza di Rossi sui mesoni µ Le trasformazioni di Lorentz, in forma semplice e compatta. La coordinata x_o =ct. Trasformazioni per la velocita e verifica di c =c. Dilatazione degli intervalli di tempo e contrazione delle lunghezze relativi paradossi (proposti). Costanza dell intervallo spazio-temporale di Lorentz- Minkowski. La metrica \eta_{i,j} = diag(1,-1,-1,-1). Visualizzazione di un evento su un piano di Minkowski Addì, 5 ottobre 2016 Argomento della lezione n. 5-6 Argomento della lezione n. 7-8 Cono di luce, linee di universo e causalita. Quadrivettori: definizione e proprietà. Quadrivettore posizione, velocità, accelerazione e quantità di moto. Relazione energia impulso. Quadri forza e equazione di Newton in formulazione invariante. Legge di gravità e di Coulomb, Forze tra cariche, segno delle cariche elettriche, la costante k. Il principio di sovrapposizione, forza tra N cariche. Il campo elettrico, definizione operativa. Addì, 7 ottobre 2016 Addì, 10 ottobre 2016 Argomento della lezione n Argomento della lezione n. 11 Forma matriciale delle trasformazioni di Lorentz Linee di campo campo e superficie equipotenziali. Costruzione grafica delle linee di campo per una carica puntiforme e per un dipolo. Equazione delle linee di campo di una sola carica. Dalla Forza al Campo E e dall energia potenziale al Potenziale elettrico V. Il gradiente di uno scalare: il vettore Nabla Richiamo sulle forze conservative e sull integrale di linea. Potenziale ed energia di un sistema di cariche Divergenza di un vettore Addì, 11 ottobre 2016 Addì, 13 ottobre 2016

4 Argomento della lezione n. 12 Argomento della lezione n Gradiente di 1/r e div(r/r 3 ). Dipolo elettrico: potenziale e campo elettrico di un dipolo semplice. Potenziale e campo del dipolo elettrico, in coordinate cartesiane e polari. Dipolo in un campo esterno, forze e momenti Momento di dipolo di una distribuzione di cariche. L elettronvolt Cenni sulla struttura atomica- L atomo di Rutherford. Definizione di angolo solido Addì, 14 ottobre 2016 Addì, 17 ottobre 2016 Argomento della lezione n. 15 Argomento della lezione n Flusso di un vettore- Teorema di Gauss, forma integrale Campo di una distribuzione di carica a simmetria sferica. Teorema di Gauss, forma integrale e differenziale. Equazione di Poisson e sua soluzione generale. Campo di distribuzioni di carica a simmetria sferica e cilindrica. Altre conseguenze del teorema di Gauss, legame con andamento 1/r^2. Conduttori (metallici): campo E nullo all interno, volumi e superficie equipotenziali - teorema di Coulomb. Addì, 20 ottobre 2016 Addì, 21 ottobre 2016 Argomento della lezione n Argomento della lezione n Conduttori, capacita di un conduttore. Capacità di una sfera metallica Conduttori cavi- Schermo elettrostatico Induzione completa - gabbia di Faraday. Induzione elettrostatica e carica per contatto Sistemi di N conduttori. Problema di Dirichlet e di Neumann (cenni). Significato di mettere a terra. Sistemi di N conduttori. Problema di Dirichlet e di Neumann. caso N=2 : Condensatori, capacita di un condensatore piano. Energia del campo elettrico esempi: condensatore piano; caso generale. Addì, 24 ottobre 2016 Addì, 26 ottobre 2016

5 Argomento della lezione n.22 Argomento della lezione n Dimostrazioni d aula di semplici esperimenti di elettrostatica Ancora sull energia del campo E.Forza su un condensatore a Carica o Potenziale costanti. : Pressione del campo elettrico. condensatore sferico e cilindrico. Approccio fenomenologico ai dielettrici: riduzione del campo E in un condensatore, spiegata con la comparsa di cariche di polarizzazione. Addì, 27 ottobre 2016 Addì, 2 novembre 2016 Argomento della lezione n. 25 Argomento della lezione n Polarizzazione dei dielettrici: vettore P e suo legame con le cariche superficiali di polarizzazione. Polarizzabilita e suscettivita dielettriche, vettore D. Semplice modello per la polarizzazione di molecole non polari (per deformazione) Modello per la polarizzazione di molecole polari (per orientamento). Polarizzazione non uniforme: densita di carica superficiale (=\vec{p} \cdot \hat{n}) e volumica (div P= rho_pol). Teorema di Gauss riscritto con P o con D. Applicazione alle cariche superficiali di un dielettrico normale. Addì, 3 novembre 2016 Addì, 4 novembre 2016 Argomento della lezione n Argomento della lezione n. 30 Forza sulle armature di un condensatore: a carica e a tensione costante. Leggi dell elettrostatica in un dielettrico. Applicazione al caso di una carica in una cavita sferica nel dielettrico. Condizioni su E e D all interfaccia tra due dielettrici, rifrazione delle linee di campo. Campo medio e campo microscopico. Legge di Clausius Mossotti Addì, 7 novembre 2016 Dielettrici non lineari, non isotropi, tensore suscettibilita. Forza su un dipolo in campo non omogeneo. Energia del campo elettrostatico in presenza di dielettrico Addì, 10 novembre 2016

6 Argomento della lezione n. Argomento della lezione n I prova scritta in itinere (I esonero) Ore 14:40 17:10 Correzione degli esercizi di esonero. Correnti continue: stazionario vs statico. Semplice modello per corrente I costante con E applicato. Corrente elettrica come flusso del vettore densita di corrente Legge di Ohm, locale ed integrale. Equazione di continuita della carica elettrica Addì, 10 novembre 2016 Addì, 11 novembre 2016 Argomento della lezione n Argomento della lezione n. 35 Correnti nei conduttori metallici. Combinazione in serie e parallelo di conduttori. Il partitore resistivo. Il generatore di f.e.m. e la sua resistenza interna. Studio di circuiti le 2 leggi di Kirchoff. scarica del condensatore; significato della costante di tempo tau=rc. Bilancio energetico. Carica del condensatore, studio dell eq. diff. non omogenea. Carica e scarica ad onda quadra: V_c e V_R come derivata ed integrale di f(t) Addì, 15 novembre 2016 Addì, 17 novembre 2016 Argomento della lezione n Argomento della lezione n Energia dissipata sul carico e sulla linea (trasporto di energia elettrica). Cenni sulle correnti elettriche nei liquidi (ruolo della solvatazione), e nei gas; legge di Paschen. Fenomenologia del campo magnetico; linee di campo, assenza di monopoli e legge della div B=0. Forza di Lorentz, frequenza e raggio di ciclotrone. Dalla forza di Lorentz alla seconda formula di Laplace; definizione di B tramite gli effetti meccanici. Prima formula di Laplace, campo di un filo percorso da corrente. Forza tra due correnti, definizione "operativa" dell'ampere. Confronto tra le formule per campo die forza su- una carica elementare per E e B. Addì, 18 novembre 2016 Addì, 21 novembre 2016

7 Argomento della lezione n. 40 Argomento della lezione n Esperienze dimostrative in aula T1 di magnetostatica: le linee di forza di B prodotto da un filo, da una spira e da un solenoide. Esperimento di Thomson Effetto di un magnete sul fascio di elettroni Forza su fili percorso da corrente Campo sull asse di una spira. Campo sull asse di un solenoide. Non esistenza di un potenziale scalare magnetico. Teorema della circuitazione e alcune applicazioni: foglio percorso da corrente uniforme discontinuità all attraversamento. solenoide infinito. Correzione per effetti di bordo al solenoide finito. Addì, 22 novembre 2016 Addì, 25 novembre 2016 Argomento della lezione n Argomento della lezione n Campo B in un toroide. Ri-definizione del momento di un ago magnetico. Campi B e H (cenni). Il potenziale vettore definizione, gauge di Coulomb, similitudine formale con l equazione di Poisson Soluzione generale per un A generato da correnti arbitrarie. Esempio: filo indefinito percorso da corrente. Circuitazione di A e flusso di B. Addì, 28 novembre 2016 Effetto Hall Teorema di equivalenza di Ampère, calcolo dell effetto di un campo B su una spira e del campo B generato da una spira Flusso concatenato tra due circuiti, coefficienti di mutua ed auto induzione. Addì, 29 novembre 2016 Argomento della lezione n. Argomento della lezione n II prova scritta di esonero. Quadro riassuntivo e comparativo dell elettrostatica e della magnetostatica nel vuoto. Induzione magnetica: fenomenologia, derivata del flusso magnetico, equazione di Faraday Neumann Lenz, sia integrale che locale, per i campi e i potenziali. Calcolo dell autoinduttanza di un solenoide. Addì, 5 dicembre 2016 Addì, 6 dicembre 2016

8 Argomento della lezione n. 48 Argomento della lezione n Carica e scarica di un induttore. Extra correnti di apertura. Bilancio energetico. Energia del campo magnetico Energia nel circuito e dal generatore. Forza e pressione sulle spire di un solenoide. Forza di Laplace sulle correnti indotte e freno magnetico, generatore di correnti sinusoidali, motore elettrico (cenni). Circuiti accoppiati; trasformatore. Corrente e flusso come variabili coniugate dei circuiti magnetici. Addì, 7 dicembre 2016 Addì, 12 dicembre 2016 Argomento della lezione n Argomento della lezione n. 53 Applicazioni ed esempi della legge di Faraday Neumann: correnti di Foucault, il betatrone, legge di Felici. Richiami sul teorema di Fourier: sviluppo di una funzione periodica in serie di funzioni trigonometriche. Il metodo simbolico (o dei fasori), rappresentazione complessa delle grandezze alternate. Il circuito RCL serie; Impedenze reali e complesse. Estensione delle somme in serie e parallelo e delle leggi di Kirckhoff alle reti in alternata. Potenza in corrente alternata: formula di Galileo Ferraris. Addì, 14 dicembre 2016 Addì, 15 dicembre 2016 Argomento della lezione n Argomento della lezione n Correzione di Maxwell all equazione di Ampere: corrente di spostamento. Presenza di!! = 1/c 2 nell equazione e necessita della Relativita Ristretta Materiali magnetici: richiamo delle equazioni dei dielettrici, fenomenologia. Magnetizzazione uniforme nei solidi; M= J_s Magnetizzazione non uniforme nei solidi, rot M= j. Equazioni per il campo magnetico: Il vettore H= B/mu_0 M. Suscettivita e permeabilita relativa. Materiali diamagnetici, paramagnetici e ferromagnetici. I campi H, B, M, J in un semplice esempio. La rifrazione delle linee di campo nell interfaccia tra due mezzi: schermo magnetico. Ferromagneti: curva di isteresi e energia dissipata. Addì, 20 dicembre 2016 Addì, 21 dicembre 2016

9 Argomento della lezione n Argomento della lezione n Elettromagneti: retta di carico e curva di isteresi. B e H hanno direzioni opposte nel magnete. Circuiti magnetici, riluttanza, eq. di Hopkinson. Teoria microscopica dei materiali magnetici: relazione tra m e L, magnetone di Bohr, fattore giromagnetico. Diamagnetismo, precessione di L (e m) in un campo B esterno. Paramagnetismo: orientamento delle orbite nel campo, legge di Curie. Ferromagnetismo (cenni). Addì, 22 dicembre 2016 Vettore di Poynting, flusso di energia in un campo e.m. Equazione di D Alembert; Onde elettromagnetiche (cenni). Equazione d onda per i potenziali. Addì, 9 gennaio 2017 Argomento della lezione n Argomento della lezione n. 64 Dimostrazioni d aula sulla legge di Faraday Neumann e sue conseguenze ; freno magnetico. Formalismo covariante per l elettromagnetismo: 4corrente, 4potenziale; equazione d onda per il quadripotenziale. Il tensore elettromagnetico e i campi E, B Trasformazione dei campi E, B in una trasformazione di Lorentz. La forza di Lorentz in formulazione covariante. Applicazione allo studio della forza su una carica in moto parallelo ad un filo percorso da corrente. FINE CORSO. Addì, 10 gennaio 2017 Argomento della lezione n. Addì, 12 gennaio 2017 Argomento della lezione n. Addì, 20 Addì, 20