Magentismo. Forza di Lorentz, Effetto Hall, Ciclotrone, Spettrometro di massa. Campi magnetici generati da correnti (Biot-Savart), spira, solenoide. Legge di Ampere. Magnetismo nella materia. Induzione magnetica, legge di Faraday Neumann Lenz, Generatore di corrente, Motore trifase. Equazioni di Maxwell. Circuito LR e RC. Onde elettromagnetiche Effetto Fotoelettrco.
Alla fine del corso gli studenti avranno acquisito una conoscenza generale dei fenomeni elettromagnetici, di alcune applicazioni pratiche, e dei metodi di risoluzioni per semplici problemi.
Metodi Didattici - Cognomi A-L
Lezioni Frontali
Modalità di verifica apprendimento - Cognomi A-L
Prova Scritta (esercizi e domande teoriche)
Programma del corso - Cognomi A-L
MAGNETISMO:
Forze su cariche in un campo magnetico. Esperienza di Oersted, forza di Lorentz, forza esercitata su fili percorsi da corrente. Spira quadrata, momento magnetico, motore semplice. Effetto Hall. Moto di una particella nel campo magnetico, frequenza di ciclotrone. Spettrometro di massa, acceleratore di ciclotrone. Selettore di Velocità, Forza magnetica su un filo indeformabile percorso da corrente e su un circuito chiuso.
Campi magnetici generati da correnti. Legge Di Biot-Savart e prima legge elementare Laplace, campo generato da una carica puntiforme in movimento (analogie e differenze con campo elettrico). Calcolo del campo magnetico per un filo rettilineo finito, per una spira circolare, per un solenoide di dimensione finita. Legge di Ampere in forma integrale, circuitazione del campo magnetico e concatenazione di correnti. Flusso del campo magnetico attraverso una superficie chiusa. Assenza di monopolo magnetico.
Analogie e differenze tra la magnetostatica nel vuoto ed elettrostatica nel vuoto, campo di dipolo elettrico e magnetico. Applicazioni della legge di ampere: calcolo del campo magnetico per un filo rettilineo infinito, per un filo "spesso" e per un solenoide indefinito. Attrazione e repulsione tra due fili indefiniti percorsi da corrente, definizione dell' Ampere come unita' di misura della corrente.
Magnetismo nella materia. Correnti equivalenti di Ampere. Effetti macroscopici, sostanze diamagnetiche, paramagnetiche. definizione di permeabilitia' magnetica e suscettivita' magnetica, campo magnetizzante e vettore di magnetizzazione. Equazioni della magnetostatica nei materiali. Determinazione di B ed H nei materiali in funzione della corrente applicata (uso della sonda di Hall), valori della sucettivita' magnetica. Sostanze ferromagnetiche. Ciclo di isteresi, Ferri duri e dolci ed il loro impiego.
Aspetti microscopici del magnetismo nella materia, momento magnetico atomico e molecolare (dia e paramagnetismo), fenomenologia del ferromagnetismo. Vettore di magnetizzazione. Differenze teoriche e pratiche tra B ed H. Legge di induzione di Neumann-Farady-Lenz. Generatore di corrente, alternatore, motore trifase. Correnti di Focault (freno magnetico, pentole ad induzione).
Circuito LR, definizione di energia del campo magnetico. Extracorrenti di apertura e chiusura. Circuito RC, carica di un condensatore, corrente di spostamento ed equazione di Ampere-Maxwell. Equazioni di Maxwell in forma integrale e locale. Densita' di corrente. Equazioni di Maxwell nel vuoto, esistenza di onde elettromagnetiche e loro velocita' di propagazione.
Generalità sulle onde. Definizione matematica. Generazione di onde tramite una sorgente oscillante. Onde stazionarie, onde piane, onde sferiche. Armoniche fondamentali e risonanza. Onde sonore.
Onde elettromagnetiche. Proprietà di un onda piana dalle equazioni di Maxwell nel vuoto in forma locale. Polarizzazione lineare e circolare. Spettro delle onde elettromagnetiche, energia delle onde elettromagnetiche, vettore di Poynting. Onde sferiche, emissione di onde elettromagnetiche da una carica in moto accelerato, emissione da un dipolo elettrico. Pressione di radiazione.
Riflessione e rifrazione di onde piane, fibre ottiche. Principio di Huygens e indice di rifrazione, dispersione. Prisma ottico, lastra piana. Luce bianca e diffusione in atmosfera.
Natura ondulatoria della luce. Interferenza, frange di interferenza, approssimazione per schermo lontano. Diffrazione da una fenditura, fenditura circolare, limite di risoluzione per diffrazione. Natura corpuscolare della luce: effetto fotoelettrico. Cenni storici, fatti sperimentali e teoria di Einstein dell'effetto fotoelettrico.