Guida degli insegnamenti

Syllabus

Partially translatedTradotto parzialmente
[3I134] - FISICA GENERALE IIGENERAL PHYSICS 2 [Cognomi M-Z]
Daniele Eugenio LUCCHETTA
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea - [IT04] INGEGNERIA INFORMATICA E DELL'AUTOMAZIONE First Cycle Degree (3 years) - [IT04] COMPUTER AND AUTOMATION ENGINEERING
Dipartimento: [040040] Dipartimento Ingegneria dell'InformazioneDepartment: [040040] Dipartimento Ingegneria dell'Informazione
Anno di corsoDegree programme year : 1 - Secondo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2023-2024
Anno regolamentoAnno regolamento: 2023-2024
Obbligatorio
Crediti: 6
Ore di lezioneTeaching hours: 48
TipologiaType: A - Base
Settore disciplinareAcademic discipline: FIS/01 - FISICA SPERIMENTALE

LINGUA INSEGNAMENTO LANGUAGE

Italiano

Italian


PREREQUISITI PREREQUISITES

Conoscenza dei concetti di base della fisica classica; padronanza del concetto di grandezza fisiche; conoscenza dei metodi e degli strumenti logico-matematici necessari per discutere di problemi di meccanica (fondamenti di calcolo differenziale ed integrale); familiarità con il concetto di errore nelle misure sperimentali.

Knowledge of the basic concepts of classical physics; mastery of the concept of physical quantities; knowledge of the logical-mathematical methods and tools necessary to discuss mechanical problems (fundamentals of differential and integral calculus); familiar with the concept of error in experimental measurements.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO DEVELOPMENT OF THE COURSE

48 ore di lezione frontale

48 hours of lessons


RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI LEARNING OUTCOMES
Conoscenze e comprensione.

L’insegnamento fornisce agli studenti le basi del metodo sperimentale, proprio di ogni disciplina scientifica, e le leggi fondamentali dell’elettromagnetismo e dell’ottica. Esso rappresenta un passaggio formativo essenziale dalle conoscenze acquisite nella scuola media superiore a quelle dell’insegnamento universitario permettendo agli studenti di acquisire gli elementi necessari per un approccio scientifico all’analisi dei problemi ingegneristici.


Capacità di applicare conoscenze e comprensione.

Le conoscenze ed i metodi fisici acquisiti permetteranno allo studente di comprendere, analizzare e modellizzare problemi ingegneristici. In particolare, lo studente dovrà acquisire la capacità di schematizzare fenomeni tipicamente complessi nei loro elementi essenziali ed applicare le leggi dell’Elettromagnetismo e dell’Ottica per descriverne le modalità. A tale scopo gli esercizi proposti sono spesso tratti dall’esperienza comune. Tali conoscenze e metodi sono applicabili a molti dei corsi che lo studente affronterà durante il suo percorso di studi e, successivamente, alle problematiche che incontrerà in ambito lavorativo.


Competenze trasversali.

L’approccio metodologico acquisito in questa disciplina e gli esercizi proposti durante il corso contribuiranno a migliorare il grado di autonomia di giudizio in generale, la capacità di apprendimento e quella di trarre conclusioni.


Knowledge and Understanding.

The course provides students with the foundations of the experimental method, typical of every scientific discipline, and the fundamental laws of electromagnetism and optics. It represents an essential training step from the knowledge acquired in high school to that of university teaching, allowing students to acquire the necessary elements for a scientific approach to the analysis of engineering problems.


Capacity to apply Knowledge and Understanding.

The acquired knowledge and physical methods will allow the student to understand, analyze and model engineering problems. In particular, the student will have to acquire the ability to outline typically complex phenomena in their essential elements and apply the laws of Electromagnetism and Optics to describe the methods. For this purpose, the proposed exercises are often drawn from common experience. Such knowledge and methods are applicable to many of the courses that the student will face during his studies and, subsequently, to the problems he will encounter in the workplace.


Transversal Skills.

The acquired knowledge and physic methods will allow students to understand, analyse and sketch engineering problems. In particular, students will have to acquire the ability to outline complex phenomena into their essential elements and to apply the Thermodynamics, Electromagnetism and Optics laws to describe them. To this aim, the proposed exercises are usually derived from the common experience. Such knowledge and methods can be applied to many of the university courses the student will attend and, in the following, to the problems he will face during the working career.
The methodological approach acquired and the exercises proposed during this course will contribute to improve the judgement ability, the learning skill and that of drawing conclusions.



PROGRAMMA PROGRAM

Elettrostatica nel vuoto e nella materia:
Calcolo differenziale, operatori e teoremi. Introduzione all’elettrostatica. Carica elettrica e legge di Coulomb. Campo elettrico. Campo elettrico generato da distribuzioni di cariche note. Teorema di Gauss. Prima equazione di Maxwell. Potenziale elettrostatico. Dipolo elettrico. Il problema generale dell’elettrostatica. Circuiti in corrente continua.
Conduttori elettrostatici. Capacità elettrica. Condensatori e sistemi di condensatori in serie e in parallelo. Energia del campo elettrostatico.
Dielettrici. Polarizzazione per deformazione e per orientamento. Il vettore polarizzazione elettrica. Equazioni dell’elettrostatica in presenza di dielettrici. Il problema generale dell’elettrostatica in presenza di dielettrici e condizioni al contorno per i campi.
Magnetostatica nel vuoto e nella materia:
Induzione magnetica. Correnti elettriche. Forza di Lorentz ed induzione magnetica. Azioni meccaniche su circuiti percorsi da corrente stazionaria in un campo magnetico esterno. Campo generato da correnti stazionarie nel vuoto. Interazioni tra circuiti percorsi da corrente.
Magnetismo nella materia. Equazioni fondamentali della magnetostatica e condizioni di raccordo tra i campi. Proprietà macroscopiche dei materiali dia-, para- e ferromagnetici. Interpretazione microscopica. Cenni sul modello atomico quantistico
Campi elettromagnetici variabili nel tempo:
Legge di Faraday Neumann. Induzione ed autoinduzione. Equazioni di Maxwell nel caso non stazionario.
Onde elettromagnetiche:
Equazione d’onda. Propagazione nel vuoto e nella materia. Vettore di Poynting. Proprietà delle onde elettromagnetiche. Interazione con la materia. Diffrazione e interferenza.
Ottica Geometrica:
Approssimazione dell’ottica geometrica. Proprietà delle lenti sottili. Formalismo matriciale.

Electrostatics in vacuum and in matter:
Complementary notes on differential calculus (operators and theorems).
Introduction to electrostatics.
Electric charge and Coulomb's law.
Electric field.
Electric field generated by known charge distributions.
Gauss theorem.
Maxwell's first equation.
Electrostatic potential.
Electric dipole.
The general problem of electrostatics.
Atomic models of Nagaoka, Thompson, Rutherford, and Bohr
Electrostatic conductors.
Electric capacity.
Capacitors and capacitor systems in series and in parallel.
Energy of the electrostatic field.
Dielectrics.
Polarization by deformation and by orientation.
The vector electric polarization.
Equations of electrostatics in the presence of dielectrics.
The general problem of electrostatics in the presence of dielectrics and boundary conditions for fields.

Magnetostatics in vacuum and in matter:
Magnetic induction.
Electric currents.
Lorentz force and magnetic induction.
Mechanical actions on circuits crossed by stationary current in an external magnetic field. Field generated by stationary currents in vacuum. Interactions between current-carrying circuits.
Magnetism in matter.
Fundamental equations of magnetostatics and connection conditions between fields.
Macroscopic properties of dia-, para- and ferromagnetic materials.
Microscopic interpretation.
Notes on the quantum atomic model with atomic orbitals.

Time-varying electromagnetic fields:
Faraday Neumann's law.
Induction and self-induction.
Maxwell's equations in the non-stationary case.

Electromagnetic waves:
Wave equation.
Propagation in vacuum and in matter.
Poynting vector.
Properties of electromagnetic waves.
Interaction with matter.
Diffraction and interference.

Geometric Optics:
Approximation of geometric optics.
Properties of thin lenses.
Matrix formalism.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DELL'ESAME DEVELOPMENT OF THE EXAMINATION
Modalità di valutazione dell'apprendimento.

La valutazione dell’apprendimento avverrà per mezzo di prove scritte (test), contenenti domande di teoria ed esercizi su tutti gli argomenti del corso


Criteri di valutazione dell'apprendimento.

La prova scritta costituisce un test atto a verificare la capacità di risolvere semplici problemi collegati agli argomenti del corso ed a valutare le capacità di collegare diversi parti del programma, utilizzare il linguaggio scientifico introdotto nel corso e il formalismo matematico in maniera adeguata


Criteri di misurazione dell'apprendimento.

L’esame è considerato una parte del processo d’apprendimento e quindi non si esaurisce in un semplice superamento o non superamento e voto. Spesso vengono evidenziate parti poco chiare da approfondire oppure impostazioni di fondo da rivedere, che richiedono una rielaborazione di tutto il programma. Una volta raggiunta una preparazione considerata soddisfacente sia da parte del docente che dello studente, il voto finale è espresso in trentesimi.


Criteri di attribuzione del voto finale.

Il voto finale è attribuito in trentesimi sulla base dei risultati ottenuti nei test e, dove dovesse rendersi necessario, potrà essere integrato da una prova orale da svolgersi in presenza


Learning Evaluation Methods.

The assessment of learning will take place by means of written tests, containing theory questions and exercises


Learning Evaluation Criteria.

The written test is a test designed to verify the ability to solve simple problems related to the course topics and to evaluate the ability to connect different parts of the program, to use the scientific language introduced in the course and the mathematical formalism in an appropriate way


Learning Measurement Criteria.

The examinations are considered a part of the learning process. Thus, their aim is not a simple valutation mark or a decision for passing or failing. On the contrary, they aim to suggest the parts of the program to be better understood, if it is the case, or the basics settings to be acquired. In the latter case a reworking of the entire program is usually required. Once that the preparation is satisfactory the final valutation is a mark out of 30.


Final Mark Allocation Criteria.

The final mark is attributed on the basis of the results obtained in the tests and, if necessary, it can be supplemented by an oral test



TESTI CONSIGLIATI RECOMMENDED READING

- Mencuccini Silvestrini, Fisica elettromagnetismo e ottica, Ed. Ambrosiana

- Pavan Sartori, problemi di Fisica risolti e commentati, Ed. Ambrosiana

learn.univpm.it

- Mencuccini Silvestrini, Fisica elettromagnetismo e ottica, Ed. Ambrosiana

- Pavan Sartori, problemi di Fisica risolti e commentati, Ed. Ambrosiana

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Scheda insegnamento erogato nell’A.A. 2023-2024
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento.
Academic year 2023-2024

 


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