facoltà di
INGEGNERIA
salita Sperone 31 98166 S. Agata - Messina
web: http://ww2.unime.it/ingegneria
CORSO di LAUREA in
INGEGNERIA ELETTRONICA

Presidente : Prof. Carmine Ciofi


FISICA GENERALE II

PROGRAMMA

DIARIO di ESAMI

ORARIO delle LEZIONI

PRENOTAZIONI ESAMI


PROGRAMMA di FISICA GENERALE II

Corso di Laurea in: INGEGNERIA ELETTRONICA
(A.A. 2002/03)
Docente: Prof. Saitta Gaetano

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INTRODUZIONE MATEMATICA Campi scalari e vettoriali - Campi stazionari - Gradiente - Divergenza - Rotore - Integrale di linea e circuitazione di un vettore - Flusso di un vettore - Teorema della divergenza a della rotazione - Campi conservativi a solenoidali.

CARICA E MATERIA La carica elettrica - Conduttori ed isolanti - La legge di Coulomb- Bilancia di torsione di Coulomb - Induzione elettrostatica - Distribuzione della carica sulla superficie dei conduttori - Gabbia di Faraday- Quantizzazione (esperienza di Millikan) e conservazione della carica.

CAMPO ELETTRICO I1 campo elettrico E - Le linee di forza - Calcolo di E -Carica puntiforme in campo elettrico - Conduttori in campo elettrico - Campo di un dipolo elettrico - Dipolo in un campo elettrico -Flusso del campo elettrico - Legge di Gauss e legge di Coulomb -Potere dispersivo delle punte - Parafulmine- Effetto Corona -Campo generato da distribuzioni particolari (continue ) di carica.

POTENZIALE ELETTRICO Potenziale elettrostatico - Legame tra potenziale e campo elettrico - Potenziale di una carica puntiforme -Insieme di cariche puntiformi - Potenziale di un dipolo -Potenziale generato da distribuzioni continue di carica - Energia potenziale elettrica - Generatore elettrostatico - Applicazioni dell'elettrostatica

CONDENSATORI E DIELETTRICI Capacita' di un conduttore - Condensatore - Energia immagazzinata in un campo elettrico - Dielettrici Polarizzazione dei dielettrici - I1 vettore intensità di polarizzazione P e di induzione dielettrica -Condensatore piano con dielettrico- Condizione ai limiti per i vettori D ed E - Legge di Gauss nei dielettrici - Cenno ai meccanismi di polarizzazione nei solidi: polarizzabilità ionica, elettreti, piezoelettricità, ferroelettricità.

CORRENTE E RESISTENZA Corrente a densità di corrente -Resistenza a resistività - Legge di Ohm - Interpretazione microscopica della legge di Ohm - Dipendenza della resistività dalla temperatura - Superconduttività - Trasformazione di energia nei circuiti elettrici - Legge di Joule -Analogia tra conduzione termica a conduzione elettrica.

CONDUCIBILITA ELETTRICA NEI SOLIDI Elettroni di conduzione - Bande di energia - Conduttori, isolanti a semiconduttori -Drogaggio dei semiconduttori Dispositivi a semiconduttori - Trasduttori - Effetti termoelettrici -Fotoconducibilità.

CONDUZIONE ELETTRICA NEI LIQUIDI E NEI GAS Passaggio dell'elettricità nei liquidi e nei gas - Sorgenti luminose (termiche e a scarica).

FORZA ELETTROMOTRICE E CIRCUITI Elementi circuitali e loro caratteristiche -Intensità e densità di corrente - Equazione di continuità - Concetto di forza elettromotrice - Generatori (reali ed ideali) di tensione, di corrente, di potenza e loro caratteristiche tensione corrente - Elementi circuitali: Resistori, Induttori a Capacitori- Galvanometro, Ohmetro, Shunt, Circuito potenziometrico, Oscilloscopio. Strumenti digitali - Teoremi circuitali: Kirchhoff, Sovrapposizione, Thevenin, Norton, Massimo trasferimento di potenza, Metodo delle correnti di maglia - Circuiti RC -1 rischi delle correnti elettriche e sistemi di protezione (cenni).

IL CAMPO MAGNETICO E PROPRIETA MAGNETICHE DELLA MATERIA Il campo magnetico -Magnetismo atomico e nucleare - Definizione di B - Potenziale vettore e sua circuitazione Moto di cariche in un campo elettrico e magnetico - Calcolo di B - I (Legge di Biot e Savart) e II formula di Laplace -Legge di Gauss per il magnetismo -Forza magnetica su una corrente - Momento agente su una spira percorsa da corrente - Effetto Hall classico e quantistico - Ciclotrone - Sincrotrone - Confinamento magnetico - Spettrometro di massa - Cariche in moto circolare - La misura di a/m per 1'elettrone -Sostanze dia- para e ferromagnetiche -I1 vettore di magmetizzazione M ed il campo magnetico H -Condizioni ai limiti per B ed H -Isteresi magnetica Calcolo di B- Forza tra conduttori percorsi da corrente - Teorema di Ampere - Solenoidi e toroidi - Spire percorse da corrente e dipoli magnetici.

INDUZIONE ELETTROMAGNETICA ED APPLICAZIONI Campi lentamente variabili: approssimazione quasi stazionaria - Esperienze di Faraday sulle correnti indotte -esempi di correnti indotte - Analisi quantitativa dell'induzione elettromagnetica- Legge di Faraday-Newman a di Lenz Betatrone- Correnti di Foucault - Autoinduzione - Circuito RL: analisi quantitativa - Bilancio energetico in un circuito RL -Circuito (oscillante) LC - Mutua induzione - Produzione di corrente alternata in campi magnetici: Alternatori - Proprietà caratteristiche delle correnti alternate - Circuiti RLC in corrente alternata -Calcolo del valore efficace di una corrente alternata - Potenza assorbita in un circuito a corrente alternata - Dimostrazione della formula di Galileo Ferraris - Cenni sulla trasformazione delle correnti alternate a sul trasporto dell'energia elettrica Rappresentazione vettoriale a complessa delle grandezze alternate - Cenni sul rifasamento di una corrente: potenza attiva, reattiva ed apparente.

EQUAZIONI DI MAXWELL E ONDE ELETTROMAGNETICHE Corrente di spostamento - Equazioni di Maxwell -Campi elettrici a magnetici prodotti da cariche accelerate: campo di radiazione - onde elettromagnetiche - Vettore di Poynting- Quantità di moto e pressione di radiazione - Equazione di un'onda piana sinusoidale - Hertz e la rivelazione delle onde elettromagnetiche - Emissione di onde elettromagnetiche con circuiti oscillanti - Lo spettro elettromagnetico.

ALCUNI FENOMENI CONNESSI CON LA TEORIA DEI QUANTI II problema del corpo nero - La prima realtà dei quanti: effetto fotoelettrico -Effetto Compton.

PROPAGAZIONE E RIFLESSIONE DELLA LUCE Campi rapidamente variabili - Natura a propagazione della luce - Corpi opachi e trasparenti - Propagazione rettilinea della luce:leggi di Snell-Cartesio - Approssimazione di Gauss dell'ottica geometrica - Riflessione a diffusione della luce - Indice di rifrazione - Dispersione - Angolo limite a riflessione totale -Le fibre ottiche e loro impiego nelle telecornunicazioni e in campo medico. -1 I diottro e la sua equazione - Specchi piani e sferici - Costruzioni geometriche delle irrnmagini fornite da uno specchio sferico - Relazione fra i punti coniugati per specchi sferici di piccola apertura - lngrandirnento lineare - Lenti sottili - Costruzione delle immagini: teoria di Abbe, filtraggio spaziale- Deterrninazione dell'equazione dei punti coniugati per lenti soltili - Convenzioni sui segni - Lenti spesse: Sistemi diottrici centrati: punti principali: cenni di ottica matriciale - Cenni sulle più comuni aberrazioni: crornatica, di sfericità, coma, astigmatismo, curvatura di carnpo, dislorsione - Microscopio semplice a composto - Cannocchiale -Occhio umano.

Il MODELLO ONDULATORIO DELLA LUCE Modello ondulatorio - Principio di Huygens - Coerenza spaziale e temporale - Interferenza - Dispositivi interfenziali -Diffrazione della luce: da singola fenditura e da più fenditure (combinazione di interferenza e diffrazione) -Reticoli dì diffrazione e loro applicazioni alla spettroscopia e alla lettura dei CD - Diffrazione (lei raggi X- Potere risolutivo degli strurnenti ottici e suo limite - Polarizzazione della luce - Alcune tecniche per polarizzare la luce ( riflessione. rifrazione, doppia rifrazione o birifrangcnza, scattering, dicroisrno, applicazioni all'analisi degli sforzi nei materiali) - Attivìtà ottica: polarirnetri - emissione spontanca a stimolata: il laser - Cenni di olografia -Cenni di spettroscopia: Legge di Lambert, spettri di assorbimento e di emissione, righe di Fraunhofer, regola di Kirchhoff.

I,A NATURA ONDULATORIA DELLA MATERIA particelle che si comportano come onde: lunghezza d'onda di De Broglie- Principio di indeterminazione di Heisenberg- La funzione d'onda- Esempi di effetto tunnel.

PRINCIPALI TESTI CONSIGLI.AT1 11.C.

Ohanian: "Fisica 2"Zanichclli, Bologna.
P.Mazzoldi, M Nigro, C.Voci: "Fisica VolIl": EdiSES,Napoli. R. Rcsnick, 1).
Ilalliday, K. S. Krane: " Fisica 2 ": Ambrosiana, Milano.
P.M. Fishbane, S. Gasiorowicz a S.'1'. Thornton: "Fisica per Scienze ed Ingegneria Vol fI ", E diSes, Napoli.
R.A. Serway: "Fisica per Scienze ed Ingegneria VoLII" ( II Edizione), EdiSes, Napoli.
P.A. Tiplcr: " Corso di Fisica Vnl ll" (Ill Edizione), Zanichclli, Bologna.
R.Wolfson, ,l.M. Pasachoff: " Fisica 2" Zanichclli, Bologna.
E. Hecht: " Fisica 2" Zanichelli, Bologna.

N.B. L'clenco con i nominativi degli sludenti interessati a sostenere I'esame sarà ritirato tre giorni prima della data fissata per la prova scritta a potranno sostenere I'esame soltanto coloro the saranno compresi nell'elenco all'atto del ritiro. L'iscrizione va fatta esclusivamente presso il Dipartimento di Fisica della Materia eTecnologie Fisiche Avanzate. Inoltre gli studenti dovranno essere in possesso di un documento di riconoscirnento (diverso dal libretto Universitario) a del nullaosta della segreteria.




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