Programma preliminare del corso di Fisica III per Matematica (Elettrostatica e Magnetostatica), A.A. 2008-9


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)
Costituenti elementari della materia.
La carica elettrica. La conservazione della carica. La quantizzazione della carica.
Le forze elettriche: la legge di Coulomb.
Energia di un sistema di cariche. Energia elettrica in un reticolo cristallino.
Il campo elettrico. Le linee di campo elettrico.
Distribuzioni di cariche. Il dipolo elettrico. Forza su un dipolo elettrico.
Densità di carica. Il flusso del campo elettrico. La legge di Gauss.
Campo prodotto da una distribuzione sferica di cariche. Campo prodotto da una distribuzione lineare di cariche. Campo prodotto da un piano di cariche infinitamente esteso.
Il potenziale elettrico. Relazione tra campo elettrico e potenziale elettrico.
Potenziale associato a diverse configurazioni di carica.
Energia associata ad un campo elettrico. Energia di interazione dipolo-campo elettrico.
Divergenza del campo elettrico. Teorema di Gauss. Equazione di Laplace.
Il rotore e il suo significato fisico. Il rotore del campo elettrostatico.
Campi intorno ai conduttori. Alcune semplice configurazioni di carica su conduttori.
Condensatori e capacità. Sistemi di conduttori. Energia immagazzinata in un condensatore.
Campi elettrici nella materia.
Soluzioni numeriche di problemi elettrostatici: il metodo del rilassamento. .
Relazione tra il problema della determinazione del potenziale elettrico e problemi di diffusione. Metodo stocastico per la soluzione di problemi di elettrostatica.
Correnti elettriche. Una semplice teoria della conduzione elettrica. Legge di Ohm. Resistività, conducibilità e resistenza. Introduzione ai circuiti.
Circuiti ed elementi di circuito. Dissipazione resistiva. Circuiti con resistenze in serie e in parallelo. Partitori di tensione. Altri esempi.
Relazione tra circuiti e teoria dei grafi.
Introduzione al magnetismo. Forza magnetica e campo magnetico.
Il dipolo magnetico.
La legge di Ampère.
Solenoidi.
Moto di cariche elettriche in configurazioni di campi elettrici e magnetici.
Effetto Hall.
Forze magnetiche su un conduttore percorso da corrente. Momento della forza su una spira percorsa da corrente in campo magnetico uniforme.
Campi magnetici nella materia.