INDICE CARICA ELETTRICA E LEGGE DI COULOMB 591 ENERGIA POTENZIALE E POTENZIALI ELETTRICI 663 CAMPO ELETTRICO 613 PROPRIETÀ ELETTRICHE DELLA MATERIA 93

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1 INDICE CAPITOLO 25 CARICA ELETTRICA E LEGGE DI COULOMB Elettromagnetismo: presentazione Carica elettrica Conduttori e isolanti Legge di Coulomb Distribuzioni di carica continue La carica si conserva 604 Quesiti e Problemi 605 CAPITOLO 26 CAMPO ELETTRICO Che cos è un campo? Campo elettrico Campo elettrico generato da cariche puntiformi Campo elettrico generato da distribuzioni di cariche continue Linee di forza Carica puntiforme in un campo elettrico Dipolo in un campo elettrico Modello nucleare dell atomo (facoltativo) 628 Quesiti e Problemi 630 CAPITOLO 27 LEGGE DI GAUSS Che cos è la legge di Gauss nel suo complesso? Flusso di un campo vettoriale Flusso del campo elettrico Legge di Gauss Applicazioni della legge di Gauss I conduttori e la legge di Gauss Prove sperimentali delle leggi di Gauss e Coulomb 652 Quesiti e Problemi 654 CAPITOLO 28 ENERGIA POTENZIALE E POTENZIALI ELETTRICI Energia potenziale Energia potenziale elettrica Potenziale elettrico Calcolo del potenziale dato il campo Potenziale dovuto a cariche puntiformi Potenziale elettrico per distribuzioni di carica continue Calcolo del campo dato il potenziale Superfici equipotenzialie Potenziale di un conduttore carico L acceleratore elettrostatico 679 Quesiti e Problemi 681 CAPITOLO 29 PROPRIETÀ ELETTRICHE DELLA MATERIA Tipi di sostanze I conduttori nei campi elettrici: condizioni statiche I conduttori nei campi elettrici: condizioni dinamiche Resistori ohmici Legge di Ohm: punto di vista microscopico Gli isolantio nei campi elettrici 700 Quesiti e Problemi 703 CAPITOLO 30 CAPACITÀ ELETTRICA Condensatori Capacità elettrica Calcolo della capacità Condensatori in serie e in parallelo Accumulo di energia in un campo elettrico 717 XI

2 XII Indice ISBN Condensatori con un dielettrico 719 Quesiti e Problemi 724 CAPITOLO 31 CIRCUITI A CORRENTE CONTINUA Corrente elettrica Forza elettromotrice Analisi dei circuiti Campi elettrici nei circuiti Resistori in serie e in parallelo Trasferimenti di energia nei circuiti elettrici Circuiti RC 745 Quesiti e Problemi 749 CAPITOLO 32 CAMPO MAGNETICO Interazioni magnetiche e poli magnetici Forza magnetica su una carica in movimento Cariche in moto su traiettorie circolari Effetto Hall Forza magnetica su un filo percorso da corrente Momento torcente su una spira percorsa da corrente 773 Quesiti e Problemi 774 CAPITOLO 33 CAMPI MAGNETICI GENERATI DA CORRENTI Campo magnetico generato da una carica in moto Campo magnetico generato da correnti Due correnti parallele Campo magnetico generato da un solenoide Legge di Ampère Elettromagnetismo e sistemi di riferimento (facoltativo) 800 Quesiti e Problemi 802 CAPITOLO 34 LEGGE D INDUZIONE DI FARADAY Esperienza di Faraday Legge d induzione di Faraday Legge di Lenz F.e.m. derivante dal moto Elettrogeneratori e motori elettrici Campi elettrici indotti Induzione e moto relativo (facoltativo) 823 Quesiti e Problemi 825 CAPITOLO 35 PROPRIETÀ MAGNETICHE DELLA MATERIA Dipoli magnetici Forza agente sui dipoli in campi non uniformi Magnetismo atomico e nucleare Magnetizzazione Materiali magnetici Magnetismo dei pianeti (facoltativo) Legge di Gauss per il magnetismo 850 Quesiti e Problemi 852 CAPITOLO 36 INDUTTANZA Induttanza Calcolo dell induttanza Circuiti LR Accumulo di energia nel campo magnetico Oscillazioni elettromagnetiche. Trattazione qualitativa Oscillazioni elettromagnetiche. Trattazione quantitativa Oscillazioni smorzate e forzate 870 Quesiti e Problemi 872 CAPITOLO 37 CIRCUITI A CORRENTE ALTERNATA Correnti alternate Tre elementi separati Circuito RLC a maglia singola Potenza nei circuiti a corrente alternata Il trasformatore (facoltativo) 889 Quesiti e Problemi 891

3 ISBN Indice XIII CAPITOLO 38 EQUAZIONI DI MAXWELL E ONDE ELETTROMAGNETICHE Equazioni fondamentali dell elettromagnetismo Campi magnetici indotti e correnti di spostamento Equazioni di Maxwell LEquazioni di Maxwell in forma differenziale (facoltativo) Come si genera un onda elettromagnetica Propagazione delle onde ed equazioni di Maxwell Trasporto di energia e vettore di Poynting Pressione di radiazione 911 Quesiti e Problemi 914 CAPITOLO 39 ONDE LUMINOSE Spettro elettromagnetico Radiazione visibile Velocità della luce Riflessione e rifrazione della luce Riflessione totale Effetto Doppler per la luce 939 Quesiti e Problemi 943 CAPITOLO 40 SPECCHI E LENTI Formazione delle immagini attraverso specchi e lenti Specchi piani Specchi sferici Superfici rifrangenti sferiche Lenti sottili Strumenti ottici 969 Quesiti e Problemi 971 CAPITOLO 41 INTERFERENZA Interferenza dovuta a due sorgenti Interferenza da doppia fenditura Coerenza Intensità nell interferenza da doppia fenditura Interferenza da lamine sottili Interferometro di Michelson 994 Quesiti e Problemi 996 CAPITOLO 42 DIFFRAZIONE Diffrazione e teoria ondulatoria della luce Diffrazione da singola fenditura Intensità nella diffrazione da singola fenditura Diffrazione attraverso un foro circolare Doppia fenditura: combinazione di interferenza e diffrazione 1012 Quesiti e Problemi 1015 CAPITOLO 43 RETICOLI E SPETTRI Fenditure multiple Reticoli di diffrazione Dispersione e potere risolutivo Diffrazione nei raggi X Olografia (facoltativo) 1032 Quesiti e Problemi 1034 CAPITOLO 44 POLARIZZAZIONE Polarizzazione delle onde elettromagnetiche Lamine polarizzanti Polarizzazione per riflessione Birifrangenza Polarizzazione circolare Polarizzazione per diffusione 1048 Quesiti e Problemi 1050 CAPITOLO 45 LA NATURA DELLA LUCE Introduciamo il fotone Radiazione termica Effetto fotoelettrico Effetto Compton Esistenza del fotone 1063

4 XIV Indice ISBN Fotoni e onde Rallentamento di atomi per bombardamento fotonico 1066 Quesiti e Problemi 1068 CAPITOLO 46 LA NATURA DELLA MATERIA Onde di materia Verifica dell ipotesi di De Broglie Onde e particelle Principio d indeterminazione di Heisenberg La funzione d onda Equazione di Schrödinger Effetto tunnel 1086 Quesiti e Problemi 1089 CAPITOLO 47 ELETTRONI IN BUCHE DI POTENZIALE Elettropni, liberi e legati L elettrone intrappolato in una buca di potenziale L elettrone intrappolato in una buca finita L elettrone intrappolato in un atomo Stato fondamentale dell atomo di idrogeno Momento angolare degli elettroni negli atomi Primo stato eccitato dell atomo di idrogeno Conteggio degli stati dell idrogeno 1110 Quesiti e Problemi 1112 CAPITOLO 48 STRUTTURA DELL ATOMO Spettro dei raggi X emessi dagli atomi Raggi X e classificazione progressiva degli elementi Ordinamento degli atomi Tavola periodica Magnetismo atomico Esperienza di Stern e Gerlach Risonanza magnetica nucleare Magnetismo e radiazioni atomiche (facoltativo) Laser e luce laser 1132 Quesiti e Problemi 1137 CAPITOLO 49 CONDUZIONE ELETTRICA NEI SOLIDI Teoria quantistica dei solidi Elettroni di conduzione nei metalli Riempimento degli stati permessi Conduzione elettrica nei metalli Bande permesse e intervalli proibiti Conduttori, isolanti e semiconduttori Semiconduttopri drogati Giunzione p-n Optoelettronica Il transistor Superconduttori 1160 Quesiti e Problemi 1163 CAPITOLO 50 FISICA DEL NUCLEO Scoperta del nucleo A;lcune proprietà del nucleo Decadimento radioattivo Decadimento alfa Decdimento beta Misure di radiazioni ionizzanti Radioattività naturale Reazioni nucleari Modelli nucleari (facoltativo) 1184 Quesiti e Problemi 1186 CAPITOLO 51 ENERGIA DAL NUCLEO L atomo e il nucleo Fissione nucleare: il processo fondamentale Teoria della fissione nucleare Reattori nucleari: principi fondamentali Un reattore naturale Fusione termonucleare: il processo fondamentale Fusione termonucleare nelle stelle Fusione termonucleare controllata 1206 Quesiti e Problemi 1210

5 ISBN Prefazione degli autori XV CAPITOLO 52 FISICA DELLE PARTICELLE E COSMOLOGIA Interazione tra particelle Famiglie di particelle Leggi di conservazione Modello dei quark Cosmologia del big bang Nucleosintesi L età dell universo 1237 Quesiti e Problemi 1239 APPENDICI A. Sistema internazionale di unità (SI) A-1 B. Alcune costanti fondamentali della fisica A-3 C. Alcuni dati astronomici A-4 D. Proprietà degli elementi A-5 E. Tavola periodica degli elementi A-8 F. Particelle elementari A-9 G. Fattori di conversione A-11 H. Vettori A-16 I. Formule matematiche A-19 J. Premi Nobel per la fisica A-21 RISPOSTE A ESERCIZI E PROBLEMI DI NUMERO DISPARI A-25 FONTI DELLE ILLUSTRAZIONI F-1 INDICE ANALITICO I-1

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