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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2014/2015
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 085982 - ELETTROMAGNETISMO ED OTTICA
Docente Laporta Paolo
Cfu 10.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - MI (357) INGEGNERIA ELETTRONICA* AZZZZ085982 - ELETTROMAGNETISMO ED OTTICA
061216 - FISICA SPERIMENTALE III

Programma dettagliato e risultati di apprendimento attesi

 

Obiettivi dell'insegnamento

L'obiettivo principale del corso è quello di insegnare allo studente i concetti di base dell'elettromagnetismo e dell'ottica, completando la preparazione culturale iniziata con il corso di Fisica.  Nella prima parte del corso sono trattate le leggi fondamentali dell'elettrostatica e della magnetostatica; nella seconda parte si introduce lo studente alla fenomenologia della generazione e propagazione delle onde elettromagnetiche, applicando quindi le nozioni apprese alle onde nella regione del visibile e illustrando i fondamenti dell'ottica classica geometrica e ondulatoria. L'approccio metodologico parte dalla descrizione fisica dei fenomeni, proponendo quindi modelli interpretativi e la loro rappresentazione matematica. In particolare, sarà introdotto il formalismo degli operatori differenziali per descrivere le proprietà del campo elettromagnetico.

 

Programma delle lezioni e delle esercitazioni

  • Campo elettrostatico
    Carica elettrica e legge di Coulomb.
    Legge di Gauss ed applicazioni.
    Potenziale del campo elettrostatico.
    Proprietà locali del campo elettrostatico.
    Proprietà dei conduttori, induzione elettrostatica.
    Capacità e condensatori.
    Energia del campo elettrostatico.
    Fenomenologia del campo elettrostatico nei dei materiali dielettrici.
  • Corrente elettrica
    Legge di Ohm.
    Forza elettromotrice.
  • Campo magnetostatico
    Aspetti fenomenologici del campo magnetostatico.
    Il vettore induzione magnetica.
    Forza di Lorentz e forze su circuiti.
    Legge di Ampère ed applicazioni.
    Proprietà locali del campo magnetostatico.
    Spire e dipoli magnetici.
    Energia del campo magnetico.
    Fenomenologia del campo magnetico nei mezzi materiali.
  • Campi elettromagnetici lentamente variabili
    Legge dell'induzione elettromagnetica ed applicazioni.
    Autoinduzione e mutua induzione.
    Corrente di spostamento.
  • Onde Elettromagnetiche
    Equazioni di Maxwell nel vuoto.
    Equazioni delle onde elettromagnetiche. Velocità di propagazione della luce. Onde armoniche, onde piane, onde sferiche.
    Vettore e teorema di Poynting, energia trasportata dall'onda e.m., pressione di radiazione. Radiazione di dipolo elettrico (cenni).
    Sovrapposizione di onde armoniche, pacchetti d'onda, onde stazionarie.
  • Ottica
    Spettro delle onde elettomagnetiche e radiazione nel visibile. Misura della velocità della luce, natura ondulatoria e corpuscolare della luce.
    Propagazione della luce in mezzi omogenei: indice di rifrazione. Riflessione e rifrazione.
    Fondamenti di ottica geometrica: specchi e lenti sottili, formazione di immagini, propagazione a raggi e matrici ABCD.
    Interferenza della luce da sorgenti coerenti. Diffrazione della luce e reticolo di diffrazione.
    Polarizzazine della luce. Cenni all'ottica nei mezzi anisotropi: birifrangenza, lamine ritardatrici.
    Interazione radiazione-materia: indice di rifrazione complesso, dispersione, assorbimento.

 
Prerequisiti

La conoscenza degli argomenti trattati nel precedente corso di Fisica, nonché nozioni basilari di trigonometria, algebra ed analisi matematica, costituiscono una premessa necessaria per la piena comprensione degli argomenti trattati nel corso.


Altre informazioni

È disponibile un sito internet del corso sul nuovo portale BeeP del Politecnico a supporto della didattica, dove gli studenti potranno trovare informazioni, comunicazioni, risultati delle prove di laboratorio e delle verifiche/esami, materiale didattico. Le pagine saranno aggiornate durante il corso con i contenuti delle esercitazioni. L'accesso al sito è riservato agli studenti iscritti all'insegnamento.


Note Sulla Modalità di valutazione

La verifica dell'apprendimento sarà effettuata mediate prove scritte in itinere o appelli d'esame scritti; su richiesta dello studente, è possibile sostenere una prova orale integrativa. Il tema d'esame è in ogni caso costituito da due/tre esercizi e da un quesito di carattere teorico, riguardante argomenti svolti a lezione, con risposta aperta. Sono previsti due prove in itinere, collocate rispettivamente nel primo e nel secondo periodo di sospensione, e sei appelli d'esame nel corso dell'Anno Accademico, nei periodi stabiliti dalla Facoltà. Lo studente potrà quindi usufruire o delle due prove in itinere e di cinque successivi appelli d'esame nel caso in cui non superi la seconda prova in itinere (uno a febbraio, due a luglio e due a settembre; la data del primo appello di febbraio coincide infatti con quella della seconda prova in itinere) oppure, nel caso in cui non partecipi alle prove in itinere o non superi la prima, di sei appelli (due a febbraio, due a luglio e due a settembre). Per superare l'esame è necessario raggiungere la sufficienza in ambedue le prove in itinere o, alternativamente, in uno degli appelli d'esame.


Bibliografia
Risorsa bibliografica facoltativaMencuccini Corrado; Silvestrini Vittorio, Fisica II. Elettromagnetismo - Ottica, Editore: Liguori Editore, Anno edizione: 1998, ISBN: 88-207-1633-X
Risorsa bibliografica facoltativaFocardi Sergio; Massa Ignazio; Uguzzoni Arnaldo, Fisica Generale. Elettromagnetismo, Editore: CEA - Casa Editrice Ambrosiana (Divis. Zanichelli), Anno edizione: 2003, ISBN: 88-408-1258-X
Risorsa bibliografica facoltativaFocardi Sergio; Massa Ignazio; Uguzzoni Arnaldo, Fisica generale. Onde e Ottica, Editore: CEA - Casa Editrice Ambrosiana (Divis. Zanichelli), Anno edizione: 2010, ISBN: 8808181499
Risorsa bibliografica facoltativaP. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Elementi di Fisica - Elettromagnetismo, Editore: EdiSES, Anno edizione: 2011, ISBN: 88-7959-306-4
Risorsa bibliografica facoltativaP. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Elementi di Fisica - Onde, Editore: EdiSES, Anno edizione: 2011, ISBN: 88-7959-343-9
Risorsa bibliografica facoltativaS. Longhi, M. Nisoli, R. Osellame, S. Stagira, Fisica Generale - Problemi di Elettromagnetismo e Ottica, Editore: Esculapio - Bologna, Anno edizione: 2010, ISBN: 978-88-7488-374-5

Mix Forme Didattiche
Tipo Forma Didattica Ore didattiche
lezione
60.0
esercitazione
40.0
laboratorio informatico
0.0
laboratorio sperimentale
0.0
progetto
0.0
laboratorio di progetto
0.0

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.5 / 1.6.5
Area Servizi ICT
27/09/2020