Insegnamenti

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Docente
GIULIA MANCA (Tit.)
UMBERTO D'ALESIO
Periodo
Secondo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
 



Informazioni aggiuntive

Corso Percorso CFU Durata(h)
[60/64]  MATEMATICA [64/00 - Ord. 2017]  PERCORSO COMUNE 12 96

Obiettivi

1. Conoscenza e capacità di comprensione
Lo studente acquisirà le conoscenze sui fondamenti dell'elettromagnetismo e dell'ottica e verrà avviato all'analisi dei dati sperimentali.

2. Capacità applicative
Lo studente apprenderà le tecniche di risoluzione di problemi di base di elettromagnetismo. Svolgerà inoltre esperienze di laboratorio approfondendo e applicando i concetti fisici presentati a lezione. In particolare, lo studente sarà allenato a risolvere un problema a partire da un'analisi qualitativa e a classificarlo su caratteristiche strutturali approfondite.

3. Autonomia di giudizio
Lo studente verrà stimolato attraverso la comunicazione del significato fisico intuitivo di modelli matematici, nel tentativo di accrescere il suo senso critico.

4. Abilità nella comunicazione
Gli studenti apprenderanno come esporre le idee organizzando la conoscenza in modo gerarchico. Apprenderanno come semplificare problemi complessi nei termini essenziali. Impareranno inoltre a presentare in una relazione scientifica gli esperimenti ed i risultati ottenuti in laboratorio.

5. Capacità di apprendere
Lo studente svilupperà una metodologia di studio e analisi che gli permetta di interpretare e approfondire le problematiche dell'elettromagnetismo insieme agli aspetti sperimentali.

Prerequisiti

Aver acquisito le seguenti conoscenze: analisi, calcolo vettoriale, calcolo differenziale e integrale (con teoremi fondamentali), meccanica. Per il Modulo II: elettrostatica e magnetismo

Contenuti

Modulo I
Carica elettrica. Conduttori e isolanti. Legge di Coulomb. Concetto di campo elettrico. Esempi di campi elettrici generati da diverse distribuzioni di carica.
Dipolo elettrico. Campo e potenziale di dipolo. Dipolo elettrico in campo esterno. Legge di Gauss e simmetrie. Energia potenziale e potenziale elettrostatico. Schermo elettrostatico. Condensatori. Dielettrici: polarizzazione e densità di carica di polarizzazione. Corrente elettrica e densità di corrente. Resistori. Legge di Ohm. Circuiti. Campo magnetico. Forza di Lorentz. Leggi di Laplace. Forza agente su filo percorso da corrente. Momento magnetico. Generazione di campi magnetici. Legge di Biot-Savart. Legge di Ampere. Energia del campo magnetico. Materiali magnetici.
Modulo II
(a) Induttanza, circuiti RC e RL. Equazioni di Maxwell. Onde elettromagnetiche e ottica.
Legge dell'induzione di Faraday. Autoinduzione. Circuiti in corrente alternata. Onde e.m.: spettro, generazione e propagazione. Onda piana. Energia trasportata, vettore di Poynting, intensità. Polarizzazione lineare. Legge di Malus. Riflessione e rifrazione. Velocità della luce nella materia. Specchi e lenti. Strumenti ottici. Coerenza. Esperimento di Young. Interferenza da due o più sorgenti e da lamine sottili. Diffrazione di Fraunhofer da una fenditura e da un foro circolare. Limite di risoluzione di una lente. Reticolo di diffrazione. Potere dispersivo e risolutivo di un reticolo.
(b) Introduzione all’analisi dei dati sperimentali.
Definizione operativa delle grandezze fisiche. Grandezze fondamentali e derivate. Sistemi di unità di misura. Misura di una grandezza. Apparati di misura. Sensibilità di lettura e di misura. Rappresentazione numerica dei dati. Cifre significative e arrotondamento dei valori. Incertezze nelle misure fisiche. Errori sistematici e accidentali. Errore assoluto e relativo. Rappresentazione degli errori. Misure dirette e indirette. Propagazione degli errori. La distribuzione di Gauss e significato fisico dei suoi parametri. Metodo dei minimi quadrati Coefficiente di correlazione. Il rigetto dei dati. Analisi della discrepanza
(c) Esperimenti in laboratorio.
Esperimenti su alcuni argomenti scelti tra quelli trattati.

Metodi Didattici

Modulo 1:
48 ore di lezioni frontali di teoria e 12 ore di esercitazioni.

Modulo 2:
34 ore di lezioni frontali e 8 ore di esercitazioni
Esperimenti in laboratorio: 14 ore.

Verifica dell'apprendimento

Prova scritta con esercizi e/o esempi applicativi, il cui superamento è condizione necessaria per l'accesso alla prova orale. Relazione su un esperimento in laboratorio. Esame orale consistente in due domande (per ciascun modulo) di carattere generale su aspetti formali e concettuali.
Oltre all'esame generale riguardante i due moduli, sarà possibile sostenere le prove scritte e orali separatamente per le due parti.
Verranno inoltre valutati i seguenti aspetti:
- acquisizione delle nozioni e comprensione dei concetti
- capacità di mettere in relazione i concetti e le loro implicazioni
- uso del linguaggio e della terminologia appropriati
- capacità espositiva
La valutazione delle relazioni di laboratorio costituisce il 20% del voto del secondo modulo.
Il voto finale è la media pesata dei voti relativi ai due moduli.

Testi

P. Mazzoldi et al., Fisica 2: Elettromagnetismo, onde, Edises (Testo di riferimento)
C. Mencuccini e V. Silvestrini, Fisica II, elettromagnetismo ottica

Altre Informazioni

Al seguente link trovate riportati i diritti e diversi consigli in caso di disturbi specifici dell’apprendimento:

http://corsi.unica.it/matematica/info-dsa/

Questionario e social

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