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Data |
Argomento della lezione |
#ore |
totale ore |
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29/9/2008 |
Introduzione al corso. Discussione sui problemi della Fisica. Esempio di modello cinematico e dinamico e di utilizzo di dati sperimentali (introduzione alle misure di distanza planetarie, file pdf) |
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6/10/2008 |
Introduzione
all'elettromagnetismo. Discussione generale sulla struttura matematica
dell'elettromagnetismo: cariche elettriche, conservazione della carica,
principio di sovrapposizione e linearità della teoria, utilizzo
delle equazioni differenziali alle derivate parziali (esempio:
equazione di continuità ed equazione di diffusione).
Introduzione informale agli operatori differenziali (divergenza,
gradiente, Laplaciano). |
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8/10/2008 |
Discussione generale sulla
quantizzazione della carica elettrica. Cenni alla ricerca di cariche
frazionarie. Lavoro fatto per spostare una carica in presenza di forze elettriche: energia potenziale elettrica. Campo elettrico. Calcolo del campo elettrico in due casi ideali importanti: campo elettrico prodotto da un filo infinito uniformemente carico e campo elettrico di un piano infinito uniformemente carico. |
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9/10/2008 |
Flusso del campo elettrico.
Legge di Gauss in forma integrale. Calcolo del campo elettrico di un
filo uniformemente carico e di un piano uniformemente carico per mezzo
della legge di Gauss. Esercizi. |
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13/10/2008 |
Breve riassunto di alcuni
importanti risultati del calcolo vettoriale. Flusso e circuitazione di
un campo vettoriale. Teorema di Gauss. Teorema di Stokes. Forma
differenziale della legge di Gauss. Campi vettoriali irrotazionali e
campi vettoriali a divergenza nulla. |
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15/10/2008 |
Richiami dei concetti di lavoro,
energia cinetica ed energia potenziale. Energia potenziale nel caso
delle forze elettriche. Funzione potenziale. Equazione di Poisson ed
equazione di Laplace. Cenni ai metodi numerici utilizzati per risolvere
l'equazione di Laplace. Potenziale elettrico di alcune configurazioni
di carica importanti: il filo uniformemente carico, il piano
uniformemente carico, il guscio sferico e la sfera uniformemente carica. |
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16/10/2008 |
Legge di Gauss ed equilibrio meccanico delle cariche in un campo elettrostatico. Densità di carica e potenziale sulla superficie di un conduttore. Linee di forza del campo elettrico, relazione tra densità delle linee e intensità di campo. Superfici equipotenziali. Utilizzo del principio di sovrapposizione per ottenere la soluzione formale dell'equazione di Poisson. Una particolare distribuzione di carica: il dipolo elettrico. | 1 |
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27/10/2008 |
Metodi di soluzione
dell'equazione di Poisson (metodo integrale, parallelo con la
diffusione in un caso stazionario e metodo stocastico, utilizzo delle
funzioni analitiche nel caso bidimensionale). Potenziale prodotto da un
disco uniformemente carico. Dipolo elettrico di una distribuzione di
carica arbitraria. |
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29/10/2008 |
Metodo delle immagini: una
singola carica di fronte ad una superficie piana di materiale
conduttore; una singola carica ed una sfera di materiale conduttore.
Condensatore piano. Introduzione al metodo del rilassamento per la
soluzione dell'equazione di Laplace ed esempio di applicazione agli
effetti di bordo di un condensatore piano (filmato che mostra le
iterazioni successive calcolate in un esempio pratico). |
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30/10/2008 |
Unità di misura della
capacità. Esempio di applicazione delle leggi
dell'elettrostatica: 1. oscillazioni di plasma, frequenza di plasma.
Importanza della frequenza di plasma della ionosfera per la
comprensione della propagazione delle onde elettromagnetiche. |
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5/11/2008 |
Esempio di applicazione delle
leggi dell'elettrostatica: 2. forze elettrostatiche e colloidi.
Introduzione elementare del fattore statistico di Boltzmann per mezzo
del modello di "atmosfera esponenziale". Equazione per il potenziale
elettrico in prossimità di una particella di colloide (eq. di
Debye-Hückel). Soluzione dell'eq. di Debye-Hückel
linearizzata; lunghezza di Debye. Esempio di applicazione delle leggi dell'elettrostatica: 3. schermatura prodotta da una griglia metallia. Effetto di schermatura elettrostatica di una scatola metallica. Introduzione al calcolo delle proprietà di schermatura di una griglia metallica (preliminari matematici sulle serie di Fourier). |
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6/11/2008 |
Effetto di schermatura elettrostatica di una scatola metallica: formulazione del problema per mezzo di una scomposizione in serie di Fourier, e soluzione delle equazioni differenziali risultanti. | 1 |
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10/11/2008 |
Il condensatore sferico. Il
condensatore cilindrico. Energia elettrostatica immagazzinata in una
sfera uniformemente carica. Derivazione della formula della
densità di energia. Calcolo dell'energia immagazzinata in un
condensatore a facce piane e parallele. Applicazione della formula per
l'energia immagazzinata in un condensatore per il calcolo della
dissipazione di energia in una CPU moderna. Introduzione storica all'atomo di Bohr. Relazione di De Broglie. Atomo di Bohr. |
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12/11/2008 |
Ancora sull'atomo idrogenoide di
Bohr: raggio di Bohr, livelli energetici, numero quantico principale.
Accenni storici alla rilevanza del modello di Bohr nel contesto della
nascita della fisica moderna. Introduzione ai circuiti elettrici. Modello fenomenologico della resistenza elettrica. Legge di Ohm. Resistività dei metalli. Elementi circuitali. Caratteristica tensione-corrente. Andamento della resistività dei metalli in funzione della temperatura. Deviazioni dalla legge di Ohm nelle lampade ad incandescenza. |
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13/11/2008 |
Ulteriori commenti sul modello
di Bohr: utilizzo della dipendenza da Z per l'analisi dei materiali
(cenni qualitativi alle tecniche PIXE). Cenni alle caratteristiche costruttive delle resistenze elettriche. Struttura dei multimetri: misure di tensione, corrente, resistenza. |
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17/11/2008 |
Leggi di Kirchhoff. Esempi di
circuiti. Alcuni circuiti importanti: resistenze in serie e in
parallelo, ponte di Wheatstone e applicazioni. Preparazione alla
sessione sperimentale: descrizione delle misure e cenni ai metodi di
analisi dei dati sperimentali. |
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19/11/2008 |
Sessione di laboratorio: utilizzo
di multimetri per misure di tensione e corrente, verifica della legge
di Ohm per una resistenza a carbone, caratteristica non lineare di una
lampadina ad incandescenza. |
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20/11/2008 |
Discussione sulle misure fatte in
laboratorio. Cenni alla formulazione
dei problemi circuitali nell'ambito della teoria dei grafi. |
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24/11/2008 |
Esercizi
sui circuiti elettrici in corrente continua. Elementi non lineari nei
circuiti elettrici (esempio del diodo semiconduttore). Campi elettrici nella materia. Modello elementare di polarizzazione in un condensatore piano. |
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26/11/2008 |
Il
vettore polarizzazione. I dielettrici. Le
equazioni dell'elettrostatica in presenza di dielettrici. Campi e forze
con i dielettrici. Modelli
microscopici della polarizzabilità: 1. atomi e molecole non
polari. |
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1/12/2008 |
Modelli
microscopici della polarizzabilità: 2. molecole polari. Introduzione al magnetismo. Il campo magnetico. La forza di Lorentz. Il vettore densità di corrente. Densità di corrente e corrente elettrica. Equazione di continuità per la densità di corrente e densità di carica. Forza magnetica su una corrente. |
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3/12/2008 |
Campi
elettrici all'interno
dei dielettrici; equazione di Clausius-Mossotti. |
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4/12/2008 |
Il
campo magnetico di una corrente continua. La legge di Ampère. Il
campo
di un filo e il campo interno ad un solenoide. Descrizione di
un'esperienza per verificare la legge di Ampère. Sessione di laboratorio: verifica sperimentale della legge di Ampère. |
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11/12/2008 |
Moto di una particella carica in campo
magnetico. Effetto Hall. |
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19/12/2008 |
Il
potenziale vettore. Il potenziale vettore di una distribuzione di
correnti. Potenziale vettore di un filo e di un solenoide. Il campo di una spira; il dipolo magnetico. La legge di Biot e Savart. |
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7/1/2009 |
Il
dipolo magnetico. Esercizi svolti. |
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8/1/2009 |
Esercizi sui circuiti: analisi nel dominio del tempo del circuito RC. | 1 |
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12/1/2009 |
Esercizi
svolti |
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14/1/2009 |
Esercizi
svolti |
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