Course Syllabus

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Equazioni di Maxwell, Relatività.

Risultati di apprendimento attesi:

  • capacità di soluzione di semplici problemi di elettrostatica, magnetostatica, induzione magnetica, circuiti RLC;

  • conoscenza delle equazioni di Maxwell, loro basi concettuali e derivazione, relazione tra di esse;

  • conoscenza delle basi della relatività ristretta, e relazione di essa con l'elettromagnetismo.

Elettrostatica; leggi di Coulomb e di Gauss. Correnti elettriche; legge di Ohm.

Relatività speciale. Magnetostatica: equazione di Biot-Savart, legge di Ampère.

Induzione magnetica; legge di Faraday. Circuiti LRC.

Equazioni di Maxwell. Onde elettromagnetiche. Vettore di Poynting. Notazione relativisticamente covariante per l’elettromagnetismo.

  • Elettrostatica. Legge di Coulomb; campo e potenziale elettrico. Legge di Gauss. Equazione di Poisson e Laplaciano. Energia del campo elettrico. Rotore del campo elettrico. Funzioni armoniche. Conduttori. Condensatori. Calcolo esterno.
  • Cariche in moto. Corrente elettrica; legge di Ohm. Circuiti RC.
  • Relatività ristretta. Trasformazioni di Lorentz, quadrivettori.
  • Magnetostatica. Inevitabilità del campo magnetico; sua divergenza e rotore. Potenziale vettore.
  • Induzione magnetica. Circuiti in moto in campo magnetico; legge di Faraday. Induttanza. Energia del campo magnetico. Circuiti LRC. Applicazioni: linee di alta tensione, radio.
  • Equazioni di Maxwell. Correnti dipendenti dal tempo. Onde elettromagnetiche. Vettore di Poynting. Notazione relativisticamente covariante per il campo elettromagnetico e per le equazioni di Maxwell. Calcolo esterno e spaziotempo.

Fisica I, Analisi I, Analisi II.

24 lezioni da 2 ore ciascuna, in modalità erogativa in presenza (6CFU).
12 esercitazioni da 2 ore ciascuna, in modalità erogativa in presenza (2CFU).
Lingua italiana.

Dispense disponibili presso
https://www.dropbox.com/s/s2kvegmy9t0xc5t/EM.pdf?dl=0

D. J. Griffiths, Introduction to electrodynamics. Prentice Hall, 1999.

E. M. Purcell and D. J. Morin, Electricity and magnetism. Cambridge University Press, 2013.

primo semestre.

Esame scritto. Quattro esercizi, tre ore.
È possibile svolgere lo scritto in due compiti parziali. Ciascuno di essi consisterà di tre esercizi, in due ore.
Sia per il compito scritto ordinario che per i compiti parziali sarà valutata soprattutto la correttezza del ragionamento e dell'impostazione.
Su richiesta, l'esame può essere sostenuto in lingua inglese.

su appuntamento.

ISTRUZIONE DI QUALITÁ
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Maxwell Equations, Special Relativity.

Expected learning targets:

  • knowing how to solve simple problems in electrostatics, magnetostatics, magnetic induction, RLC circuits;

  • knowledge of Maxwell equations, their conceptual base and derivation, relationships among them;

  • knowledge of the basics of special relativity, and of its relationship with electromagnetism.

Electrostatics: Coulomb's law, Gauss' Law. Electric currents: Ohm's law.

Special relativity. Magnetostatics: Biot-Savart equation, Ampere's Law.

Magnetic induction; Faraday's law. LRC circuits.

Maxwell's equations. Electromagnetic waves. Poynting vector. Relativistically covariant notation for electromagnetism.

  • Electrostatics. Coulomb's law; electric field, electric potential. Gauss' Law. Poisson's equation; Laplacian. Energy of the electric field. Curl of the electric field. Harmonic functions. Conductors. Capacitors. Exterior calculus.
  • Moving charges. Electric current; Ohm's law. RC circuits.
  • Special relativity. Lorentz transformations; four-vector notation.
  • Magnetostatics. Deduction of the existence of magnetic field; its divergence and curl. Vector potential.
  • Magnetic induction. Circuits moving in a magnetic field; Faraday's law. Inductance. Energy of the magnetic field. LRC circuits. Applications: power lines, radio.
  • Maxwell's equations. Time-dependent currents. Electromagnetic waves. Poynting vector. Relativistically covariant notation for the electromagnetic field and for Maxwell's equations. Exterior calculus in spacetime.

Physics I, Analysis I, Analysis II.

24 lectures, 2 hours each, delivered didactics, in presence (6 CFU).
12 exercise sessions, 2 hours each, delivered didactics, in presence (2 CFU).
In Italian.

Lecture notes available at
https://www.dropbox.com/s/s2kvegmy9t0xc5t/EM.pdf?dl=0

D. J. Griffiths, Introduction to electrodynamics. Prentice Hall, 1999.

E. M. Purcell and D. J. Morin, Electricity and magnetism. Cambridge University Press, 2013.

first semester.

Written exam. Four exercises, three hours.
It is possible to hold the written exam in two partial sessions. Each of them will consist of three exercises, in two hours.
Both for the normal written exam and for the partial sessions, object of evaluation will mostly be the logic used in the resolution of the problems.
It is possible to hold the exam in English.

by appointment.

QUALITY EDUCATION
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Key information

Field of research
FIS/02
ECTS
8
Term
First semester
Activity type
Mandatory
Course Length (Hours)
72
Degree Course Type
Degree Course
Language
Italian

Staff

    Teacher

  • Alessandro Tomasiello
    Alessandro Tomasiello

Students' opinion

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Bibliography

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Enrolment methods

Self enrolment (Student)
Guest access
Manual enrolments

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