Scuola di Medicina e Chirurgia

Obiettivi del Corso e Risultati di apprendimento attesi

A fine corso lo studente conoscerà i principali argomenti di Fisica Generale 2 e sarà in grado sia di risolvere esercizi e problemi di Elettrostatica, Correnti stazionarie, fenomeni Elettrici e Magnetici dipendenti dal tempo, sia di esporre e dimostrare i principali risultati illustrati durante il corso.

Programma

Carica elettrica e campo elettrico

• Elettricità statica e cariche elettriche
• Struttura dell’atomo, isolanti, conduttori
• Carica indotta ed elettroscopio
• Legge di Coulomb e campo elettrico
• Campo elettrico calcolato per distribuzioni continue di carica (anello, filo infinito, piano infinito)
• Linee di forza del campo elettrico, campo elettrico e conduttori
• Dipolo elettrico

Legge di Gauss

• Flusso del campo elettrico
• Legge di Gauss
• Calcolo del campo elettrico mediante la legge di Gauss

Potenziale elettrico

• Conservatività del campo elettrico e potenziale elettrico
• Relazione fra potenziale e campo elettrico (operatore Nabla)
• Potenziale elettrico generato da distribuzioni continue di carica (anello, piano infinito)
• Potenziale elettrico generato da un dipolo
• Superfici equipotenziali e effetto punta
• Energia elettrostatica di un insieme di cariche (cariche discrete e distribuzioni continue)

Condensatori, Capacità e materiali dielettrici

• Induzione completa e condensatori
• Calcolo della capacità per condensatore piano, cilindrico, sferico e per due fili conduttori
• Condensatori in serie e in parallelo
• Energia elettrostatica immagazzinata nei condensatori
• Materiali dielettrici e vettore spostamento elettrico
• Campi elettrici alle interfacce fra materiali dielettrici

Relazioni puntuali in elettrostatica

• Divergenza del campo elettrico
• Densità di energia elettrostatica nel caso più generale di una distribuzione qualsiasi di carica
• Rotore del campo elettrico
• Relazione fra il vettore spostamento elettrico e la polarizzazione di un materiale dielettrico

Corrente elettrica stazionaria

• Aspetti generici sulla corrente elettrica
• Resistenza elettrica e legge di Ohm
• Potenza elettrica dissipata ed effetto Joule
• Aspetti microscopici della corrente elettrica e della resistenza
• Circuiti in corrente continua: forza elettromotrice (fem) e combinazioni di resistenze
• Leggi di Kirchhoff
• Corrente quasi stazionaria: carica e scarica di un condensatore

Magnetismo

• Forza magnetica su cariche in moto, forza di Lorentz
• Campo magnetico B generato da correnti stazionarie (filo infinito, spira)
• Teorema di Ampere
• Proprietà puntuali del vettore campo magnetico B (rotore e divergenza di B)
• Equivalenza fra spira percorsa da corrente e dipolo magnetico
• Interazione magnetica fra circuiti percorsi da correnti elettriche
• Effetto Hall
• Magnetismo nella materia
• Materiali ferromagnetici, paramagnetici e diamagnetici
• Fattore giromagnetico e precessione di Larmor

 Induzione elettromagnetica e legge di Faraday

• Induzione elettromagnetica e relativi esempi
• Forma puntuale della legge di Faraday
• Coefficienti di autoinduzione e mutua induzione
• Circuiti RL e energia immagazzinata nell’induttanza L
• Circuiti LC e risonanza
• Circuiti RLC in serie senza generatore
• Circuiti in corrente alternata e metodo simbolico
• Circuiti RLC in serie con generatore
• Trasformatore

Onde elettromagnetiche

• Corrente di spostamento e IV equazione di Maxwell nel caso non stazionario
• Cenni generali sulle onde elettromagnetiche
• Onde elettromagnetiche derivate dalle equazioni di Maxwell
• Spettro elettromagnetico
• Vettore di Poynting

Ottica

• Principio di Huyghens-Fresnel
• Interferenza di Young
• Diffrazione da singola fenditura
• Ottica geometrica: riflessione e specchio sferico
• Rifrazione e legge di Snell; riflessione totale
• Lenti sottili (convergenti) e equazione delle lenti sottili

Stima dell’impegno orario richiesto per lo studio individuale del programma

Per uno studente di media capacità l’impegno orario, oltre le lezioni frontali, è di circa due ore al giorno per 5 giorni la settimana durante il periodo dei corsi.

COERENZA TRA CFU e CARICO DIDATTICO:

Ore disponibili totali (CFU x 25) =9 x 25 = 225

Articolate in

ore didattica frontale = 72

ore studio individuale =  153

Risorse per l'apprendimento

Libri di testo

• “Fisica 2” – Halliday, Resnick (Casa Editrice Ambrosiana, CEA)
• “Fisica 2” – Silvestrini, Mencuccini (Liguori editore)
• “Problemi di Fisica 2 risolti” – Pavan, Sartori (Casa Editrice Ambrosiana, CEA)

Ulteriori letture consigliate per approfondimento

• “Problemi di Fisica Generale, Elettromagnetismo Ottica” - Massimo Nigro, Voci Cesare

Altro materiale didattico

• https://elearning.unicz.it/

 

Attività di supporto

Didattica Integrativa di Fisica 2, dedicata ad esercitazioni, attivata dal Corso di Ingegneria Informatica e Biomedica

Modalità di frequenza

Le modalità sono indicate dall’art.8 del Regolamento didattico d’Ateneo.

Modalità di accertamento

Le modalità generali sono indicate nel regolamento didattico di Ateneo all’art.22 consultabile al link http://www.unicz.it/pdf/regolamento_didattico_ateneo_dr681.pdf

 

L’esame finale sarà svolto in forma scritta e orale. Può accedere all’esame orale solo lo studente che abbia superato la prova scritta.

L’esame scritto è costitutito dalla soluzione di tre esercizi sugli argomenti approfonditi durante il corso. Ogni esercizio può essere costituito da uno o più punti da risolvere. Lo scritto risulta superato se almeno due degli esercizi proposti sono sufficientemente svolti.

L’esame orale aggiungerà al punteggio dello scritto una quota pari al massimo a 1/4 - 1/3 del punteggio riportato nello scritto. Il massimo di questa quota viene raggiunta quando lo studente è in grado di esporre e dimostrare adeguatamente i principi e le leggi fisiche illustrate durante il corso, dando particolare attenzione all’aspetto matematico delle dimostrazioni.

 

 

 

 

	Conoscenza e comprensione argomento	Capacità di analisi e sintesi	Utilizzo di referenze
Non idoneo	Importanti carenze. Significative inaccuratezze.	Irrilevanti. Frequenti generalizzazioni. Incapacità di sintesi.	Completamente inappropriato.
18-20	A livello soglia. Imperfezioni  evidenti.	Capacità appena sufficienti.	Appena appropriato.
21-23	Conoscenza routinaria.	E’ in grado di analisi e sintesi corrette. Argomenta in modo logico e coerente	Utilizza le referenze standard.
24-26	Conoscenza buona.	Ha buone capacità di analisi e sintesi. Argomenti espressi coerentemente.	Utilizza le referenze standard.
27-29	Conoscenza più che buona.	Ha notevoli capacità di analisi e sintesi.	Ha approfondito gli argomenti.
30-30L	Conoscenza ottima.	Ha notevoli capacità di analisi e sintesi.	Importanti approfondimenti.