ITALIANO

- Elettricità
1. Forza elettrica, campo elettrostatico e potenziale elettrostatico
2. Conduttori e Dielettrici
3. Corrente elettrica e circuiti

- Magnetismo e onde elettromagnetiche
4. Forza magnetica e campo magnetico
5. Induzione elettromagnetica
6. Onde elettromagnetiche

- Ottica
7. Ottica Geometrica

1) Elementi di Fisica - Elettromagnetismo e Onde; P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci; Edises.
2) Fisica, Volume secondo – Elettricità, Magnetismo, Ottica; R. Blum, D.E. Roller; Zanichelli.
3) C. Mencuccini e V. Silvestrini: Fisica: Elettromagnetismo Ottica – Casa Editrice Ambrosiana.

Il corso intende fornire una buona conoscenza dell’elettromagnetismo classico nel vuoto e della propagazione elettromagnetica, con particolare riguardo alle equazioni di Maxwell. Si intende inoltre portare lo studente ad un livello adeguato di comprensione dei vari fenomeni elettromagnetici.
Al termine del percorso formativo, lo studente sarà in grado di utilizzare le conoscenze acquisite ai fini della descrizione di fenomeni elettrici e magnetici. Lo studente dovrà affrontare problemi di elettromagnetismo, imparando a risolverli applicando le leggi dell’elettromagnetismo.
In relazione alle abilità comunicative, il corso si propone l'obiettivo di sviluppare la capacità dello studente di esporre in modo
chiaro e rigoroso concetti e leggi della Fisica classica.

L’approccio al programma formativo richiede la conoscenza delle leggi della Meccanica classica e della Termodinamica; inoltre, occorre saper utilizzare gli strumenti propri dell’Analisi Matematica 1 (ovvero, limiti, derivate, integrali, equazioni differenziali ordinarie lineari).
Per sostenere le prove d'esame, lo studente deve aver superato gli esami di Analisi Matematica 1 e Termodinamica e Complementi di Meccanica.

Il corso è articolato in 48 ore di lezione frontali (di cui, 24 per l’Elettricità, 18 per Magnetismo e Onde elettromagnetiche, 6 per l’Ottica) e 24 ore di esercitazioni numeriche, il tutto svolto in aula.
La frequenza non è obbligatoria, ma fortemente suggerita.

L'esame prevede una prova scritta ed una prova orale, entrambe obbligatorie, che contribuiscono al voto finale con un peso di 40% e 60% rispettivamente.
La prova scritta, della durata di circa 3 ore, si svolge in aula e consiste nella risoluzione di quattro problemi di Elettromagnetismo, di pari peso. A ciascun problema si attribuisce un punteggio massimo di 10 punti. Il voto della prova scritta, espresso in trentesimi, si ottiene moltiplicando per 0.75 la somma dei punteggi ottenuti. È consentito l’uso della calcolatrice, ma non è possibile consultare testi e/o materiali didattici. Per accedere alla prova orale bisogna aver superato la prova scritta con una votazione minima di 15/30. La corretta risoluzione dei quattro problemi conduce ad una votazione pari a 30/30.
La prova orale consiste nella trattazione e discussione di argomenti del programma svolto a lezione ed ha una durata di circa 30 minuti. Oltre a verificare il livello di conoscenza raggiunto dallo studente, la prova orale mira ad accertare la comprensione dei fenomeni elettromagnetici e la capacità di saperli descrivere.
E’ previsto l’esonero dalla prova scritta per gli studenti in corso che abbiano frequentato regolarmente le lezioni e le esercitazioni e che abbiano conseguito una valutazione complessiva superiore alla sufficienza sugli elaborati prodotti in sede di prove intercorso. Queste ultime consistono nella risoluzione di problemi ed esercizi di Elettromagnetismo.

Le tracce delle prove scritte d’esame sono reperibili sul sito del Dipartimento (http://www.matfis.unicampania.it/dipartimento/docenti?MATRICOLA=057187), alla voce “Materiale Didattico” che conduce allo SharePoint dell’Ateneo).

- Elettricità (24 ore di lezioni frontali, 12 ore di esercitazioni numeriche, per un totale di 4 CFU)
1. Forza elettrica. Campo elettrostatico.
Carica elettrica. Fenomeni di elettrizzazione. Struttura elettrica della materia. Quantizzazione della carica elettrica e principio di conservazione. Elettroscopio a foglie. Isolanti e conduttori Induzione elettrostatica. Forza di Coulomb. Definizione di campo elettrostatico. Linee di forza e proprietà. Principio di sovrapposizione. Campo elettrostatico prodotto da una distribuzione discreta e da una distribuzione continua di carica. Moto di una carica in un campo elettrostatico. Determinazione della carica elementare: Esperienza di Millikan.
2. Lavoro elettrico. Potenziale elettrostatico.
Lavoro della forza elettrica. Definizione di potenziale. Calcolo del potenziale elettrostatico. Energia potenziale elettrostatica. Il campo come gradiente del potenziale. Teorema di Stokes e calcolo del rotore del campo elettrostatico. Superfici equipotenziali. Energia di un sistema di cariche. Il dipolo elettrico. Azione meccanica di un campo elettrostatico su un dipolo. Energia di un dipolo in un campo elettrostatico. Espansione in serie di multipoli del potenziale elettrostatico. Discussione dei vari termini. Il quadrupolo elementare. Dipolo elettrico in un campo non uniforme.
3. La legge di Gauss
Flusso del campo elettrico. Legge di Gauss. Alcune applicazioni e conseguenze della legge di Gauss. La divergenza del campo elettrostatico. Equazione di Poisson. Equazione di Laplace.
4. Conduttori e dielettrici.
Conduttori in equilibrio. Capacità di un conduttore isolato. Conduttore cavo. Schermo elettrostatico. Sistemi di conduttori. Condensatori. Collegamento di condensatori. Energia del campo elettrostatico. Densità di energia. Elettrostatica nei dielettrici. La costante dielettrica relativa di un mezzo. Polarizzazione dei dielettrici. Cariche di polarizzazione. L’induzione dielettrica. Legge di Gauss per il vettore induzione.
5. Corrente elettrica.
Conduzione elettrica. Corrente elettrica. La densità di corrente. Regime di corrente stazionaria. Equazione di continuità. Modello classico della conduzione elettrica. Legge di Ohm. Resistività e conduttività. Resistenza elettrica. Effetto Joule. Resistori in serie e in parallelo. Forza elettromotrice. Carica e scarica di un condensatore attraverso un resistore. Leggi di Kirchhoff per le reti elettriche. Alcuni circuiti particolari in corrente continua.

- Magnetismo e onde elettromagnetiche (18 ore di lezioni frontali, 10 ore di esercitazioni numeriche)
6. Forza magnetica. Campo magnetico
Primi fatti sperimentali sull’interazione magnetica. Linee di forza del campo magnetico. Legge di Gauss per il campo magnetico. Forza magnetica su una carica in moto. Forza magnetica su un conduttore percorso da corrente (Seconda legge elementare di Laplace). Momenti meccanici su circuiti piani. Amperometro a bobina mobile. Principio di equivalenza di Ampère. Effetto Hall. Esempi di moti di particelle cariche in campo magnetico uniforme. Frequenza di ciclotrone. Selettore di velocità e Spettrometro di massa.
7. Sorgenti del campo magnetico. Legge di Ampère.
Campo magnetico prodotto da una corrente. Legge di Biot e Savart. Prima legge elementare di Laplace. Calcoli di campi magnetici prodotti da circuiti particolari. Azioni elettrodinamiche tra circuiti percorsi da corrente. Definizione di Ampere. Concetto di corrente concatenata ad una linea chiusa. Legge di Ampere. Legge di Gauss. Formulazione locale delle due leggi. Solenoide finito e solenoide indefinito. Concetto di corrente di spostamento. Solenoide toroidale. Elettrodinamometro assoluto.
8. Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo.
Legge di Faraday dell’induzione elettromagnetica. Concetto di flusso concatenato ad una linea chiusa. Origine fisica della forza elettromotrice indotta. Applicazioni della legge di Faraday. Considerazioni relative alla conservazione dell'energia. L'attrito elettromagnetico. Il generatore di tensione alternata. Il concetto di auto flusso o flusso autoconcatenato. Il coefficiente di autoinduzione. Induttanza di un solenoide. L'induttanza di un solenoide toroidale. Circuito RL serie. Extracorrente di apertura e di chiusura. La densità di energia magnetica. Equazioni di Maxwell.
9. Onde elettromagnetiche.
Onde meccaniche: esempio della propagazione di una perturbazione su una corda tesa. Equazione delle onde. L'ipotesi di onda piana. Soluzione di D'Alembert. Onde progressive e onde regressive. Velocità di propagazione dell'onda. Onde trasversali e onde longitudinali. Onde elettromagnetiche. Dalle equazioni di Maxwell all'equazione delle onde. Onda elettromagnetica piana. Onda piana sinusoidale. Il concetto di campo elettromagnetico. Polarizzazione lineare. Densità di energia elettromagnetica. Vettore di Poynting. Equazione di continuità. Intensità di un’onda. Pressione di radiazione e quantità di moto trasportata da un'onda.

- Ottica (6 ore di lezioni frontali, 2 ore di esercitazioni numeriche)
10. Ottica geometrica.
Concetto di raggio. Leggi di Snell. Indice di rifrazione di un mezzo trasparente. Specchio sferico concavo e convesso: costruzione delle immagini. Specchio piano. Equazione degli specchi. Ingrandimento trasversale. Diottro sferico. Lenti sottili. Lenti convergenti e divergenti. Raggi principali e costruzione delle immagini. Equazione delle lenti. Ingrandimento trasversale.

Italian

- Electrical phenomena
1. Electric force, electrostatic field and electrostatic potential
2. Conductors and dielectrics
3. Current and circuits

- Magnetic phenomena and electromagnetic waves
4. Magnetic force and magnetic field
5. Electromagnetic induction
6. Electromagnetic waves

- Optics
7. Geometrical optics

1) Elementi di Fisica - Elettromagnetismo e Onde; P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci; Edises.
2) Fisica, Volume secondo – Elettricità, Magnetismo, Ottica; R. Blum, D.E. Roller; Zanichelli.
3) C. Mencuccini e V. Silvestrini: Fisica: Elettromagnetismo Ottica – Casa Editrice Ambrosiana.