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FISICA II

Massimiliano POLICHETTI FISICA II

0512400012
DIPARTIMENTO DI CHIMICA E BIOLOGIA "ADOLFO ZAMBELLI"
CORSO DI LAUREA
CHIMICA
2020/2021

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 2
ANNO ORDINAMENTO 2016
PRIMO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
324LEZIONE
336ESERCITAZIONE
224LABORATORIO
MASSIMILIANO POLICHETTI T Curriculum
Obiettivi
L'INSEGNAMENTO SEGUE QUELLO CHE TRATTA ARGOMENTI DI FISICA RELATIVAMENTE ALLA MECCANICA CLASSICA E ALL’OTTICA GEOMETRICA, ED INTENDE FORNIRE GLI STUDENTI DELLE CONOSCENZE DI BASE RIGUARDANTI LA TEORIA DELL’ELETTROMAGNETISMO CLASSICO E DELLA BASI DELL’OTTICA ONDULATORIA.
LE PRINCIPALI CONOSCENZE ACQUISITE SARANNO:
-LA DESCRIZIONE E LA TRATTAZIONE DELLE FORZE E DEI CAMPI ELETTRICI GENERATI DA DISTRIBUZIONI DISCRETE DI CARICHE PUNTIFORMI, E DA DISTRIBUZIONI CONTINUE.
- I CONCETTI DI ENERGIA POTENZIALE E POTENZIALE ELETTRICO, ED IL LORO UTILIZZO PER LA RISOLUZIONE DI PROBLEMI RELATIVI AI CAMPI ELETTRICI
- LE CARATTERISTICHE DELLA CORRENTE ELETTRICA, DELLA RESISTENZA ELETTRICA E DELLA CAPACITÀ ELETTRICA, DAL PUNTO DI VISTA MACROSCOPICO E MICROSCOPICO, E L’ANALISI DEI CIRCUITI ELETTRICI
- LA TRATTAZIONE DEL CAMPO MAGNETICO, DELLA SUA GENERAZIONE, DELL’ENERGIA ASSOCIATA, E DELLA SUA INTERAZIONE CON LA MATERIA
- LE ONDE ELETTROMAGNETICHE, LE LORO CARATTERISTICHE E LA LORO PROPAGAZIONE NELLO SPAZIO
- I FONDAMENTI RELATIVI ALLA TEORIA DEGLI ERRORI DI MISURA, ALL’ANALISI DEI DATI SPERIMENTALI, AL CALCOLO COMBINATORIO, ALLE FUNZIONI DI DISTRIBUZIONE DI PROBABILITA’, E ALLA TRATTAZIONE STATISTICA DEI RISULTATI DI UNA MISURA.
LE PRINCIPALI ABILITÀ CHE VERRANNO SVILUPPATE SARANNO:
- LA CAPACITÀ DI COMPRENDERE/APPRENDERE AUTONOMAMENTE LE RELATIVE NOZIONI (CHIMICO-FISICO) AVANZATE.
- LA CAPACITÀ DI MODELLIZZARE SISTEMI REALI COSTITUITI DA OGGETTI CARICHI O PERCORSI DA CORRENTE O DOTATI DI MOMENTO MAGNETICO
-LA POSSIBILITÀ DI AFFRONTARE LA RISOLUZIONE DI PROBLEMI DI CARATTERE APPLICATIVO (CHIMICO-FISICO) RIGUARDANTI L’ELETTROMAGNETISMO CLASSICO.
-LA PROPRIETÀ DI LINGUAGGIO NECESSARIA A ESPORRE IN MANIERA CRITICA LE CONOSCENZE ACQUISITE.
-LA COMPETENZA NELL’ESEGUIRE SEMPLICI ESPERIMENTI, DI MECCANICA ED ELETTROMAGNETISMO, RIUSCENDONE A VALUTARE E TRATTARE OPPORTUNAMENTE GLI ERRORI COMMESSI E AD ANALIZZARE STATISTICAMENTE I DATI SPERIMENTALI OTTENUTI
Prerequisiti
PREREQUISITI DEL CORSO TEORICO: ALGEBRA, FUNZIONI ELEMENTARI, DERIVATE ED INTEGRALI DI PIÙ VARIABILI, CIRCUITAZIONI E FLUSSI, EQUAZIONI DIFFERENZIALI, VETTORI. E’ INOLTRE OPPORTUNO CHE LO STUDENTE ABBIA SUPERATO CON PROFITTO L’ESAME DI FISICA I E CHE ABBIA UNA CONOSCENZA SOLIDA DEI CONCETTI RELATIVI A CINEMATICA, FORZA, MOMENTO, LAVORO, ENERGIA.
PREREQUISITI DEL CORSO DI LABORATORIO: EQUAZIONI DI 1° E 2° GRADO, SISTEMI LINEARI, TRIGONOMETRIA, LOGARITMI, PRINCIPI FONDAMENTALI DELLA MECCANICA CLASSICA.
Contenuti
CORSO TEORICO:
CARICA ELETTRICA; CONDUTTORI ED ISOLANTI; LEGGE DI COULOMB; QUANTIZZAZIONE E CONSERVAZIONE DELLA CARICA.
IL CAMPO ELETTRICO; LINEE DI FORZA DI UN CAMPO ELETTRICO; CAMPO ELETTRICO GENERATO DA: UNA CARICA PUNTIFORME, UN DIPOLO ELETTRICO, UNA CARICA LINEARE, UN DISCO CARICO; CARICA PUNTIFORME IN UN CAMPO ELETTRICO; DIPOLO IN UN CAMPO ELETTRICO.
FLUSSO; FLUSSO DEL CAMPO ELETTRICO; LEGGE DI GAUSS; LEGGE DI GAUSS E LEGGE DI COULOMB; CONDUTTORE CARICO ISOLATO, LEGGE DI GAUSS: SIMMETRIA CILINDRICA, PIANA E SFERICA.
ENERGIA POTENZIALE ELETTRICA; POTENZIALE ELETTRICO; SUPERFICI EQUIPOTENZIALI; CALCOLO DEL POTENZIALE DATO IL CAMPO ELETTRICO; POTENZIALE DOVUTO AD: UNA CARICA PUNTIFORME, UN INSIEME DI CARICHE PUNTIFORMI, UN DIPOLO ELETTRICO, UNA DISTRIBUZIONE CONTINUA DI CARICA; CALCOLO DEL CAMPO ELETTRICO DATO IL POTENZIALE; ENERGIA POTENZIALE ELETTRICA IN PRESENZA DI UN SISTEMA DI CARICHE PUNTIFORMI; POTENZIALE DI UN CONDUTTORE CARICO ISOLATO.
RESISTENZA E RESISTIVITÀ; LEGGE DI OHM.
CAPACITÀ ELETTRICA; CALCOLO DELLA CAPACITÀ ELETTRICA; CONDENSATORI IN SERIE ED IN PARALLELO; CONDENSATORE IN PRESENZA DI UN DIELETTRICO; DIELETTRICI: ASPETTO ATOMICO; DIELETTRICI E LEGGE DI GAUSS.
CORRENTE ELETTRICA; POTENZA NEI CIRCUITI ELETTRICI; LAVORO, ENERGIA E FORZA ELETTROMOTRICE; CALCOLO DELLA CORRENTE NEL CIRCUITO ELEMENTARE; CIRCUITI A MAGLIA SINGOLA; DIFFERENZA DI POTENZIALE TRA DUE PUNTI; CIRCUITI A PIÙ MAGLIE; CIRCUITI RC.
COME SI GENERA UN CAMPO MAGNETICO; DEFINIZIONE DEL CAMPO DI INDUZIONE MAGNETICA; CAMPI INCROCIATI: SCOPERTA DELL’ELETTRONE; CARICA IN MOTO CIRCOLARE; L’EFFETTO HALL; FORZA MAGNETICA AGENTE SU DI UN FILO PERCORSO DA CORRENTE; MOMENTO TORCENTE SU DI UNA SPIRA PERCORSA DA CORRENTE; MOMENTO DI DIPOLO MAGNETICO.
CALCOLO DEL CAMPO MAGNETICO GENERATO DA CORRENTE; FORZA TRA DUE CONDUTTORI PARALLELI; LEGGE DI AMPERE; SOLENOIDI E TOROIDI; DIPOLO MAGNETICO COSTITUITO DA UNA BOBINA PERCORSA DA CORRENTE.
LEGGE DI INDUZIONE DI FARADAY; LEGGE DI LENZ; CAMPI ELETTRICI INDOTTI; MATERIALI MAGNETICI: DIAMAGNETISMO, PARAMAGNETISMO, FERROMAGNETISMO. INDUTTORI ED INDUTTANZE; AUTOINDUZIONE; CIRCUITI RL E LC. LEGGE DI GAUSS PER IL MAGNETISMO; CAMPI MAGNETICI INDOTTI; CORRENTE DI SPOSTAMENTO; EQUAZIONI DI MAXWELL IN FORMA INTEGRALE; ONDE ELETTROMAGNETICHE; ONDE PIANE, ONDE SFERICHE, INTERFERENZA, DIFFRAZIONE DA SINGOLA FENDITURA, RETICOLO DI DIFFRAZIONE, LO SPETTROMETRO E LA SPETTROSCOPIA, DIFFUSIONE DI RAGGI X NEI CRISTALLI, POLARIZZAZIONE.

INEVITABILITÀ DEGLI ERRORI; CARATTERISTICHE DI UNO STRUMENTO DI MISURA: SENSIBILITA’, INTERVALLO, PRONTEZZA, PRECISIONE; ERRORI SISTEMATICI E CASUALI; GLI ERRORI NELLA LETTURA DI SCALE; STIMA MIGLIORE ± ERRORE; CIFRE SIGNIFICATIVE; ERRORI RELATIVI. INCERTEZZE NELLE MISURE DIRETTE E INDIRETTE; LA PROPAGAZIONE DEGLI ERRORI. LA PROBABILITA’. NOZIONI DI CALCOLO COMBINATORIO. LA MEDIA E LA DEVIAZIONE STANDARD; LA DEVIAZIONE STANDARD DELLA MEDIA; ISTOGRAMMI E DISTRIBUZIONI; DISTRIBUZIONI DISCRETE: BINOMIALE E DI POISSON; DISTRIBUZIONI CONTINUE; DISTRIBUZIONI LIMITE; LA DISTRIBUZIONE NORMALE; LA DEVIAZIONE STANDARD COME IL LIMITE DI CONFIDENZA DEL 68%; GIUSTIFICAZIONE DELLA MEDIA COME LA MIGLIORE STIMA; PRINCIPIO DI MASSIMA VEROSIMIGLIANZA; DEVIAZIONE STANDARD DELLA MEDIA; RETTA DI MASSIMA E MINIMA PENDENZA. METODO DEI MINIMI QUADRATI. IL TEST DEL CHI-QUADRO. IL CALIBRO. IL MICROMETRO. LA BREAD BOARD. IL VOLTMETRO. L’AMPEROMETRO. L’OSCILLOSCOPIO. IL GAUSSIMETRO

ESPERIENZE: MISURA DELLA DENSITÀ DI UN SOLIDO; MISURA DI UNA VARIABILE GAUSSIANA; MISURA DELL’ACCELERAZIONE DI GRAVITÀ; LEGGE DI HOOKE; LEGGE DI OHM; LEGGI DI KIRCHHOFF; MISURA DEL CAMPO DI INDUZIONE MAGNETICA.
Metodi Didattici
L’INSEGNAMENTO PREVEDE 84 ORE DI DIDATTICA FRA LEZIONI IN AULA, ESERCITAZIONI E LABORATORIO (8 CFU). SOLO PER QUANTO RIGUARDA LE ESPERIENZE DI LABORATORIO E’ OBBLIGATORIA LA FREQUENZA, CHE VERRA’ ACCERTATA PERSONALMENTE DAL DOCENTE ALL’INIZIO DI OGNI SESSIONE DI LABORATORIO. LA FREQUENZA MINIMA PER ACCEDERE ALL'ESAME È PARI A 2/3 DELLE LEZIONI IN LABORATORIO. GLI STUDENTI SARANNO SUDDIVISI IN GRUPPI (TIPICAMENTE FRA 3 E 5 STUDENTI PER GRUPPO) ED ESEGUIRANNO LE ESPERIENZE SOTTO IL CONTROLLO DEL DOCENTE ED INTERAGENDO CON ESSO PER DISCUTERE RIGUARDO ALLE PROBLEMATICHE DA AFFRONTARE DURANTE L’ESPERIMENTO E AD EVENTUALI DUBBI DA SCIOGLIERE. AL TERMINE DELLA SESSIONE DI LABORATORIO, DOVRA’ ESSERE PREPARATA UNA RELAZIONE DA OGNI GRUPPO, CHE ANDRA’ CONSEGNATA AL DOCENTE ENTRO LA SUCCESSIVA LEZIONE DI LABORATORIO.
Verifica dell'apprendimento
IL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI DI INSEGNAMENTO E’ CERTIFICATO MEDIANTE IL SUPERAMENTO DI UN ESAME, SCRITTO ED ORALE, NELLO STESSO APPELLO, CON VALUTAZIONE ESPRESSA IN TRENTESIMI. LA PROVA SCRITTA SI SVOLGE ANTERIORMENTE A QUELLA ORALE. IN PARTICOLARE, ESCLUSIVAMENTE PER GLI STUDENTI CHE SEGUONO CON PROFITTO L'INSEGNAMENTO, LA PROVA SCRITTA PUO’ ESSERE EFFETTUATA DURANTE IL CORSO ED ESSERE COSTITUITA DA DUE PROVE INTERCORSO. OGNI PROVA CONSISTE NELLO SVOLGIMENTO DI UNA SERIE DI PROBLEMI SUI CAMPI E CIRCUITI ELETTRICI E SUL CAMPO MAGNETICO. CHI CONSEGUE UN VOTO COMPLESSIVO DI ALMENO 18/30 PUÒ NON SOSTENERE LA PROVA SCRITTA FINALE. CHI CONSEGUE UN VOTO COMPLESSIVO DI ALMENO 27/30 PUÒ NON SOSTENERE LA PROVA ORALE DI TEORIA, MA DOVRA’ COMUNQUE ESSERE VALUTATO PER QUANTO RIGUARDA IL CORSO DI LABORATORIO
IN GENERALE INVECE, PER TUTTI GLI STUDENTI, INDIPENDENTEMENTE DAL FATTO CHE SEGUANO O NON SEGUANO CON PROFITTO L'INSEGNAMENTO, E’ PREVISTA UNA PROVA SCRITTA CALENDARIZZATA, CONSISTENTE NELLA RISOLUZIONE DI PROBLEMI DI ELETTROMAGNETISMO. SONO AMMESSI ALLA PROVA ORALE I CANDIDATI CHE HANNO CONSEGUITO UNA VOTAZIONE DI ALMENO 15/30. CHI CONSEGUE UN VOTO COMPLESSIVO DI ALMENO 27/30 PUÒ NON SOSTENERE LA PROVA ORALE DI TEORIA, MA DOVRA’ COMUNQUE ESSERE VALUTATO PER QUANTO RIGUARDA IL CORSO DI LABORATORIO

LA PROVA ORALE È FINALIZZATA AD ACCERTARE IL LIVELLO DI CONOSCENZA E CAPACITA’ DI COMPRENSIONE RAGGIUNTO DALLO STUDENTE, E DI VERIFICARE LA CAPACITA’ DI ESPOSIZIONE CON L’UTILIZZO DELLA TERMINOLOGIA APPROPRIATA. ESSA E’ DA INTENDERSI SEMPRE COMPRENSIVA DELL’ACCERTAMENTO INNANZITUTTO DELLE CONOSCENZE RELATIVE AL CORSO DI LABORATORIO, E DELLA DISCUSSIONE SUI CONTENUTI TEORICI E METODOLOGICI DELL’ELETTROMAGNETISMO E DELL’OTTICA ONDULATORIA INDICATI NEL PROGRAMMA DI INSEGNAMENTO. IL VOTO FINALE DIPENDERÀ DAI VOTI DELLO SCRITTO E DELL’ORALE, E VERRANNO VALUTATE ANCHE LE RELAZIONI PRODOTTE A VALLE DELLE ESPERIENZE IN LABORATORIO.
PER IL CORSO DI LABORATORIO, UNA PRESENZA INFERIORE A 2/3 DELLE LEZIONI NON DARÀ ACCESSO ALLA PROVA D’ESAME. TALE PROVA D’ESAME DOVRA’ COMUNQUE ESSERE SOSTENUTA ENTRO 2 ANNI ACCADEMICI RISPETTO ALL’ANNO ACCADEMICO DI FREQUENZA DEL CORSO DI LABORATORIO. TRASCORSI I SUDDETTI 2 ANNI ACCADEMICI SARA’ NECESSARIO FREQUENTARE NUOVAMENTE IL CORSO DI LABORATORIO PER POTER AVERE ACCESSO ALL’ESAME.
Testi
TESTI DI RIFERIMENTO NECESSARI PER IL CORSO TEORICO:

FISICA 2, R. RESNICK, D. HALLIDAY, K.S. KRANE, 5A ED., CEA


TESTI DI RIFERIMENTO CONSIGLIATI PER IL CORSO TEORICO:

FONDAMENTI DI FISICA (ELETTROLOGIA, MAGNETISMO, OTTICA) 6A ED., D. HALLIDAY -R. RESNICK - J. WALKER, CEA.

PROBLEMI DI FISICA 2 (RISOLTI E COMMENTATI) 3A ED., P. PAVAN - P. SARTORI, CEA.

FISICA II ELETTROMAGNETISMO-OTTICA, C. MENCUCCINI, V. SILVESTRINI, LIGUORI EDITORE.

ELEMENTI DI FISICA ELETTROMAGNETISMO-ONDE, P. MAZZOLDI, M. NIGRO, C.VOCI, EDISES.


TESTI DI RIFERIMENTO NECESSARI PER IL CORSO DI LABORATORIO:

INTRODUZIONE ALL’ANALISI DEGLI ERRORI (LO STUDIO DELLE INCERTEZZE NELLE MISURE FISICHE), J. R.

TAYLOR, ZANICHELLI.
ELABORAZIONE STATISTICA DEI DATI SPERIMENTALI (STATISTICAL TREATMENT OF EXPERIMENTAL DATA), HUGH

D. YOUNG
METODOLOGIE SPERIMENTALI IN FISICA, G. CANNELLI, EDISES.
Altre Informazioni
LINGUA DELLE LEZIONI: ITALIANO

ULTERIORI INFORMAZIONI POSSONO ESSERE RICHIESTE VIA E-MAIL ALL’INDIRIZZO: POLIMAX@SA.INFN.IT
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2022-05-23]