FISICA II OBIETTIVI FORMATIVI PREREQUISITI RICHIESTI FREQUENZA LEZIONI CONTENUTI DEL CORSO

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1 DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA CIVILE E ARCHITETTURA (DICAR) Corso di laurea in Ingegneria civile e ambientale Anno accademico 2016/ anno FISICA II 9 CFU - 1 semestre Docente titolare dell'insegnamento CONCETTA MARIA SUTERA concetta.sutera@ct.infn.it Edificio / Indirizzo: Via S. Sofia, 64 - Cittadella Universitaria - Edificio CATANIA Telefono: Orario ricevimento: Lunedì 13:00-14:00 ; Martedì 14:00-15:00 OBIETTIVI FORMATIVI Conoscenza approfondita degli argomenti di Elettricità, Magnetismo ed Ottica illustrati nel programma del corso. Capacità di affrontare e risolvere problemi sugli argomenti indicati. PREREQUISITI RICHIESTI Conoscenza del programma di Fisica I. FREQUENZA LEZIONI Non richiesta. CONTENUTI DEL CORSO UNIVERSITÁ DEGLI STUDI DI CATANIA Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea in Ingegneria Civile e Ambientale ( M Z) Programma di Fisica II A.A Prof.ssa Concetta SUTERA

2 Lo scienziato non studia la natura perché è utile, la studia perché ne riceve gioia e ne riceve gioia perché la natura è bella. Se la natura non fosse bella, non meriterebbe di essere conosciuta e se la natura non meritasse di essere conosciuta, la vita non meriterebbe di essere vissuta (Henri Poincarè) ELETTROSTATICA Carica elettrica: proprietà. Conduttori e isolanti. Legge di Coulomb. Campo elettrico di una carica puntiforme. Campo elettrico di distribuzioni di carica. Le linee di campo elettrico. Moto di una particella carica in un campo elettrico. Flusso del campo elettrico e legge di Gauss. Conduttori in equilibrio elettrostatico. Potenziale elettrico ed energia potenziale. Potenziale ed energia potenziale di distribuzioni discrete e continue di cariche. Gradiente del potenziale. Esperimento di Millikan. Applicazioni dell elettrostatica: il generatore Van de Graaff. Condensatori e capacità. Collegamento di condensatori. Energia del campo elettrico. Dielettrici: descrizione atomica e polarizzazione. Condensatori con dielettrico. CORRENTE ELETTRICA STAZIONARIA Intensità e densità di corrente. Modello microscopico della corrente. Resistenza e legge di Ohm. Resistenza, resistività e dipendenza dalla temperatura. Superconduttori. Energia e potenza elettrica. Forza elettromotrice. Resistori in serie e parallelo. Leggi di Kirchhoff. Circuito RC: carica e scarica di un condensatore. Amperometro e Voltmetro. MAGNETISMO Campi magnetici e forze magnetiche. Linee di forza del campo magnetico. Forza di Lorentz. Moto di particelle cariche in un campo magnetico ed applicazioni :il Ciclotrone. Forze su conduttori percorsi da corrente. Momento meccanico su una spira percorsa da corrente. Campo magnetico generato da correnti

3 stazionarie. La legge di Biot e Savart. Forza magnetica fra due conduttori paralleli. Legge di Ampere. Campo magnetico di un solenoide. La legge di Gauss per il magnetismo. Il magnetismo nella materia: il momento magnetico degli atomi. Il campo magnetico terrestre (cenni). INDUZIONE ELETTROMAGNETICA Forza elettromotrice indotta. Legge di Faraday e di Lenz. Campi elettrici indotti. Generatore di corrente alternata. Autoinduzione e induttanza. Induttanza di un solenoide. Circuiti RL. Energia e densità di energia in un campo magnetico. Mutua induzione. Il circuito RLC. CORRENTE ALTERNATA Forze elettromotrici alternate. Valore medio ed efficace di una grandezza alternata. Oscillazioni in un circuito RLC serie. Risonanza. Il trasformatore. ONDE ELETTROMAGNATICHE ED EQUAZIONI DI MAXWELL Descrizione di un onda. Equazione differenziale delle onde piane. Onde trasversali e longitudinali. Intensità di un onda. Onde sonore. Corrente di spostamento e legge di Ampere generalizzata. Equazioni di Maxwell e onde elettromagnetiche piane. Spettro delle onde elettromagnetiche. Intensità delle onde elettromagnetiche. OTTICA GEOMETRICA La natura della luce. Velocità della luce e metodi di misura. Leggi della riflessione e rifrazione. Riflessione totale. Il principio di Huygens. Immagini formate da specchi piani e sferici. Immagini formate per rifrazione. Lenti sottili e applicazioni OTTICA FISICA Interferenza tra due sorgenti puntiformi coerenti. Esperimento di Young. Distribuzione di intensità nella

4 figura di interferenza da doppia fenditura. L interferometro di Michelson. Diffrazione da singola fenditura. Risoluzione da aperture circolari. Polarizzazione delle onde luminose. TESTI DI RIFERIMENTO 1) R. Serway e J. Jewett - Fisica 2 - EdiSES Editrice 2) D. Halliday, R. Resnick e K. Krane - Fiscia 2 - Casa Editrice Ambrosiana PROGRAMMAZIONE DEL CORSO Argomenti Riferimenti testi 1 Elettrostatica R. Serway e J. Jewett - Fisica 2 - EdiSES Editrice 2 Corrente elettrica stazionaria R. Serway e J. Jewett - Fisica 2 - EdiSES Editrice 3 Magnetismo R. Serway e J. Jewett - Fisica 2 - EdiSES Editrice 4 Induzione elettromagnetica R. Serway e J. Jewett - Fisica 2 - EdiSES Editrice 5 Corrente alternata R. Serway e J. Jewett - Fisica 2 - EdiSES Editrice 6 Onde elettromagnetiche ed equazioni di Maxwell D. Halliday, R. Resnick e K. Krane - Fiscia 2 - Casa Editrice Ambrosiana 7 Ottica geometrica R. Serway e J. Jewett - Fisica 2 - EdiSES Editrice PROVA D'ESAME MODALITÀ D'ESAME Compito scritto Esame orale DATE D'ESAME Come inserite su Portale studenti. PROVE IN ITINERE Non previste. PROVE DI FINE CORSO Esercitazione a completamento del modulo di Elettromagnetismo ed Ottica.

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