Informazioni per il corso di Complementi di Fisica
Ingegneria Aerospaziale e Meccanica
Docente : Franco Simonetto, franco.simonetto@pd.infn.it
Dip. Fisica, via Marzolo 8, stanza 145 tel. 0498277050
Benvenuti e buona fortuna a tutti. Per favore leggete con cura i contenuti di questa pagina
Prerequisiti
Per profittare del corso e' opportuno conoscere i fondamenti di Analisi Matematica, Meccanica ed Elettrostatica. Gli argomenti qui svolti presuppongono e integrano i contenuti di Elettrostatica svolti nel corso di Fisica 1.
Le prove di laboratorio si articolano in tre esperienze da svolgersi presso la sede di via Loredan. secondo il seguente orario (provvisorio). Gli studenti sono organizzati in due squadre da definire. Studenti che desiderano cambiare turno devono cercare un collega con cui effettuare lo scambio. La frequenza alle tre esperienze e' obbligatoria , pena la non registrazione del voto nel libretto. Se per cause di forza maggiore si dovesse saltare un turno, si potra' recuperare nei turni di recupero previsti a gennaio. Poiche' le postazioni per il recupero sono poche, e comuni a tutti i corsi di Ingegneria, si deve considerae questa soluzione come una extrema ratio.
Forum
Ho abilitato un blog per discutere in forma aperta (e anonima) argomenti inerenti al corso. Rispondero' o commentero' con frequenza settimanale. Vi invito a restringere gli interventi agli scopi del blog (pena la chiusura).In ogni caso declino ogni responsabilita' per i contenuti dei messaggi sottomessi.
Mercoledi'
: 16.30 - 18.15 aula M10
Giovedi' : 14.30 - 12.15 aula M10
Venerdi' : 12.30 - 14.15 aula M9
Vedere anche ai siti seguenti per Aerospaziali e per Meccanici
Per le prime due parti del corso, uno a piacere tra :
Mazzoldi Nigro Voci : Elementi di Fisica 2 -Elettromagnetismo e Onde - Edises
Halliday Resnick Krane - Fisica 2 - CEA
Per la terza parte :
Resnick
: Introduzione alla
Relativita' Ristretta - Casa Editrice
Ambrosiana
Per le esercitazioni in Laboratorio :
Mazzi Ronchese Zotto : Fisica in Laboratorio - Esculapio
Gli esami si svolgeranno in forma scritta nelle seguenti date.
Ci
saranno tre esercizi, corrispondenti alle tre parti in cui si
articola il corso (Campi Elettromagnetici, Onde, Fisica Moderna), e
un questionario di teoria. Durante lo svolgimento degli esercizi non
sara' possibile utilizzare il libro di testo, ma solo il seguente
formulario
concordato.
Ciascuna delle quattro parti puo' essere svolta separatamente (per
esempio uno puo' fare solo la parte di Onde e quella di Teoria in un
compito, e svolgere in un compito successivo le parti mancanti. Per
raggiugnere la sufficienza, e'necessario ottenere un voto minimo su
ogni argomento).
La prova di teoria si articola in una serie di
domande a risposta multipla e in un teorema da enunciare e dimostrare
(o un esercizio da svolgere) tra quelli discussi nel corso e inclusi
nella presente lista.
E' possibile
sostenere nuovamente una prova scritta per migliorare il voto
acquisito in precedenza, ma cosi' facendo si perde tale voto,
qualunque sia l'esito della nuova prova (incluso il ritiro).
I
voti degli scritti sono validi fino all'appello di Settembre,
incluso, dopo di che li cestinero'.
Mi riservo di valutare
eccezionalmente i casi dubbi con un esame orale. Chiunque potra'
sostenere la prova orale per aumentare il voto dello scritto. Resta
inteso che se la prova orale non sara' soddisfacente, il voto finale
potra' essere inferiore a quello dello scritto, o lo studente potra'
anche essere bocciato. In tal caso si dovra' sostenere nuovamente la
prova scritta in una sessione successiva.
Gli
studenti del Vecchissimo Ordinamento (pre-509) sosterranno la prova
scritta assieme a quelli del Nuovo, ma saranno comunque tenuti a
svolgere la prova orale, anche se conseguissero un voto maggiore o
uguale a venti nello scritto. Presenteranno all'orale il programma
svolto dal docente nell'A.A. in cui avrebbero dovuto frequentare il
corso per la prima volta.
MAY THE ODDS BE EVER IN YOUR FAVOUR
Lista delle Dimostrazioni richieste allo scritto
Circuito RC in fase di "carica" e "scarica"
B prodotto da solenoide toroidale
Circuito RL in fase di "carica" e "scarica"
Densita' di energia di B
Mutua induzione tra filo indefinito e bobina rettangolare
Legge di Ampere-Maxwell e il rotore di B (8.7,8.9)
Deduzione dell'equazione delle onde elettromagnetiche dalle equazioni di Maxwell
Interferenza tra due sorgenti coerenti (exp. di Young)
Interferenza tra un insieme finito di sorgenti coerenti
Diffrazione
Effetto Doppler classico
Dilatazione dei Tempi nelle Relativita' Ristretta
Contrazione delle lunghezze nella Relativita' Ristretta
Effetto Doppler relativistico
Trasformazioni di Lorentz di E e B (esempi).
Calcolo della divergenza del campo elettrico prodotto da una carica puntiforme
Esercizi sulle proprieta' del rotore
Semiconduttore (campo e potenziale di due pareti indefinite)
Proprieta' della carica elettrica
Risultati degli Esami
Programma delle lezioni
I
Parte: Elettromagnetismo
1) Richiami di Elettrostatica
2)
Corrente e densita' di corrente
3) Il campo magnetico e la forza
di Lorentz. Forza magnetica su circuiti percorsi da corrente. II
legge elementare di Laplace
4) Forza e momento magnetico su
circuiti piani. Dipoli magnetici. Principio di equivalenza di Ampere
5) Effetto Hall. Esercizi di riepilogo
6) Sorgenti del campo
magnetico. Legge di Ampere, I legge elementare di Laplace, Legge di
Biot-Savart
7) Equazioni di Maxwell per il campo magnetico
statico in forma integrale e differenziale
8) Esercizi di
riepilogo
9) Induzione elettromagnetica. Legge di Faraday Henry
Lenz. Legge di Felici.
10)Induzione tra circuiti. Auto e Mutua
induzione.
11)Legge di Ampere Maxwell. Equazioni di Maxwell per
il campo elettromagnetico in forma integrale
12)Teorema della
divergenza e del rotore. Eq. di Maxwell in forma differenziale.
II
Parte: Fenomeni ondulatori
1) Derivazione dell'equazione
d'onda dalle equazioni di Maxwell. Altri esempi: onde su una corda
tesa; onde sonore.
2) Soluzioni dell'equazione d'onda. Onde
stazionarie e onde progressive. Onde piane, cilindriche e sferiche.
Cenni di analisi di Fourier, armoniche.
3) Energia associata alla
propagazione dell'onda.
4) Proprieta' della radiazione
elettromagnetica. Vettore di Poyinting, polarizzazione, pressione di
radiazione. Sorgenti e spettro della radiazione ele ettromagnetica.
5) Esempi ed esercizi.
6) Leggi di riflessione e rifrazione
delle onde luminose. Indice di rifrazione, principio di
Huygens-Fresnel, legge di Snell.
7) Riflessione totale.
Dispersione in un mezzo rarefatto. Coefficienti di trasmissione e
riflessione.
8) Fenomeni ondulatori: interferenza. Fori di Young.
Tubo di Quinke. Interferenza per riflessione. Interferometri.
9)
Fenomeni ondulatori: diffrazione. Reticolo di diffrazione.
Spettroscopia.
10)Fenomeni ondulatori: effetto Doppler, onda
d'urto.
III Parte: Fisica Moderna
1) Crisi della
Fisica Classica e fondamenti della Relativita' Ristretta
2)
Invarianza di c; dilatazione dei tempi , contrazione delle lunghezze
3) Trasformazioni di Lorentz, equivalenza massa-energia
4)
Trasformazioni del campo elettromagnetico
5) Cenni di meccanica
quantistica