- Physics II
- Summary
Course Syllabus
Obiettivi
Gli obiettivi dell'insegnamento di Fisica II sono i seguenti:
- fornire allo studente le basi dell'elettromagnetismo classico partendo dai concetti di base di elettrostatica, magnetostatica, per passare poi ai campi variabili e alle onde elettromagnetiche;
- portare lo studente ad avere una buona familiarità con i concetti dell'ottica geometrica e dell'ottica fisica sviluppando le equazioni di Maxwell.
Contenuti sintetici
CAMPO ELETTRICO
CAMPO MAGNETICO
INDUZIONE ELETTROMAGNETICA
EQUAZIONI DI MAXWELL
Programma esteso
CAMPO ELETTRICO
La carica elettrica; legge di Coulomb; il campo elettrico e le sue proprietà; calcolo del campo elettrico con la legge di Coulomb; linee di forza del campo elettrico; legge di Gauss; calcolo del campo elettrico con la legge di Gauss; proprietà elettrostatiche di un conduttore; energia potenziale nel campo elettrostatico; potenziale elettrico; differenza di potenziale; relazione tra campo e potenziale elettrico; capacità e condensatori; condensatori in serie e in parallelo; energia elettrostatica; corrente e resistenza; legge di Ohm; resistenze in serie e in parallelo; forza elettromotrice; energia elettrica e potenza; carica e scarica di un condensatore.
CAMPO MAGNETICO
Forza di Lorentz; forza agente su un conduttore percorso da corrente; momento agente su una spira percorsa da corrente; legge di Biot-Savart; calcolo del campo magnetico con la legge di Biot-Savart; legge di Ampère; calcolo del campo magnetico con la legge di Ampère; campo magnetico di un solenoide; forza agente fra conduttori percorsi da corrente; la legge di Gauss per i campi magnetici; corrente di spostamento e modifica della legge di Ampère.
INDUZIONE ELETTROMAGNETICA
Legge di Faraday; principio di Lenz; forza elettromotrice di movimento; generatori; il campo elettrico indotto e le sue proprietà; autoinduzione; energia nei circuiti LR; mutua induzione; trasformatori.
EQUAZIONI DI MAXWELL
Onde armoniche ed equazione delle onde; onde piane; relazioni fra campo elettrico e campo magnetico per onde piane; equazione delle onde per il campo elettrico e il campo magnetico; onde elettromagnetiche; energia trasportata in onde elettromagnetiche; vettore di Poynting.
Prerequisiti
E' indispensabile conoscere in modo sicuro i contenuti degli insegnamenti di matematica e di Fisica I.
Modalità didattica
Lezioni frontali ed esercitazioni.
Materiale didattico
Libro che tratti l'elettromagnetismo classico.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
II anno, II semestre.
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Prova scritta, costituita da problemi, valutata sulla base dei livelli A, B, C, D. Esempi di problemi come quelli della prova scritta vengono presentati e discussi durante le esercitazioni.
Prova orale su tutto il programma. Il voto finale viene assegnato tenendo conto di prova scritta e prova orale.
Orario di ricevimento
Su appuntamento: fabio.pezzoli@unimib.it
Aims
The course Fisica II is aimed at:
- providing the students with the basic knowledge of classical electromagnetic theory, from electrostatic and magnetistaic to time-depedent fields and electromagnetic waves;
- guiding the students to gain a good confidence with the basis of geometrical and physical optics, as obtained from Maxwell equations.
Contents
ELECTRIC FIELD
MAGNETIC FIELD
ELECTROMAGNETIC INDUCTION
MAXWELL EQUATIONS
Detailed program
ELECTRIC FIELD
Electric charge; Coulomb law; electric field and its properties; electric field calculation by the Coulomb law; force lines of the electric field; Gauss law; electric field calculation by the Gauss law; electrostatic properties of a conductos; potential energy in the electric field; electric potential; voltage; relation betwee electric field and voltage; capacity and capacitors; series and parallel configurations of capacitors; electrostatic energy; electrical current and resistence; Ohm law; series and parallel configurations of resistors; electromotive force; electric energy and power; capacitor charge and discharge.
MAGNETIC FIELD
Lorentz force; force on a conductor with electric current; torque acting on a coil; Biot-Savart law; magnetic field calculation by the Biot-Savart law; Ampère law; magnetic field calculation by the Ampère law; magetic field in a coil; force acting between conductors with electric currents; Gauss law for magnetic fields; displacement current and changes of the Ampère law.
ELECTROMAGNETIC INDUCTION
Faraday law; Lenz rinciple; electromotive force during motion; power supplies; induced electric field; self-induction; energy in RL circuits; mutual induction; transformers.
MAXWELL EQUATIONS
Armonic waves and wave equation; plane waves; relation between electric field and magnetic field in plane waves; wave equation for electric field and magnetic field; electromagnetic field; energy carried by electromagnetic waves; Poynting vector.
Prerequisites
Basic knowledge from teh courses of Mathematics I and Physics I.
Teaching form
Lessons and exercices.
Textbook and teaching resource
Book on classic electromagnetism.
Semester
II year, II semester.
Assessment method
Written exam with problems similar as those discussed during the year; four possible levels: A, B, C, D.
For the students raching at least level B, oral exam.
The final mark considers both the written and oral exam.
Office hours
By agreement, via e-mail: fabio.pezzoli@unimib.it