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Fisica 3 (corso A)

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Physics 3

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Anno accademico 2021/2022

Codice attività didattica
FIS0110
Docenti
Prof. Marco Billo' (Titolare del corso)
Prof. Maria Pia Bussa (Titolare del corso)
Dott. Marco Giovanni Maria Destefanis (Titolare del corso)
Corso di studio
008703 Laurea in Fisica
Anno
2° anno
Periodo
Secondo semestre
Tipologia
A=Di base
Crediti/Valenza
11
SSD attività didattica
FIS/01 - fisica sperimentale
Erogazione
Mista
Lingua
Italiano
Frequenza
Obbligatoria
Tipologia esame
Scritto ed orale
Prerequisiti
frequenza del corso Fisica 2
Attendance at the course Physics 2
Propedeutico a
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Sommario del corso

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Obiettivi formativi

Conoscenza degli elementi fondamentali di teoria classica dell'elettromagnetismo e delle sue applicazioni principali. Capacità di analizzare, modellizzare e descrivere i fenomeni elettromagnetici e di risolvere problemi numerici di media difficoltà. Conoscenza dei concetti della relativita' ristretta e capacita' di applicarli nell'ambito della cinematica e dell'elettromagnetismo.

To understand the fundamental concepts of the Classical Theory of Electromagnetism and of its main applications. Capability to analyze, modelize and describe electromagnetic phenomena and to solve numerical problems of medium-level complexity. Understanding the basics of Special Relativity, learning how to apply it in the realm of kinematics and electromagnetism. 

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Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding)

conoscenza degli aspetti teorici e applicativi fondamentali della teoria classica dell'elettromagnetismo, con particolare attenzione agli aspetti della propagazione delle onde elettromagnetiche, e della teoria della Relativita' Speciale.  

Capacità di applicare conoscenza e capacità di comprensione (applying knowledge and understanding)

capacita' di impostare e risolvere problemi di media complessita' nell'ambito dell'elettromagnetismo generale, dell'ottica e della relativita' speciale interpretando i risultati ottenuti

Knowledge and understanding

Knowledge on the main theoretical and applied concepts of the Classical Theory of Electromagnetism, studying in detail the concepts of electromagnetic wave propagation, and of the theory of Special relativity. 

Applying knowledge and understanding

Capability to sketch out and to solve problems of medium-level complexity in the field of general electromagnetism,  optics and Special Relativity, commenting the results.

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Programma

 Equazioni di Maxwell per campi elettrici e magnetici dipendenti dal tempo, onde elettromagnetiche, sorgenti di onde elm, onde elm negli isolanti e nei conduttori, aspetti critici del modello classico delle onde elettromagnetiche, aspetti geometrici ed energetici della propagazione in mezzi non omogenei, interferenza, riflessione, rifrazione, dispersione, polarizzazione. 

Eq. di Maxwell in forma differenziale, invarianza di gauge e potenziali. Metodo delle funzioni di Green. Emissione e assorbimento di onde elettromagnetiche. Antenne. Urto su cariche.  Cavita' risonanti, cenni alle guide d'onda. Costanza delle velocita' della luce. Trasformazioni di Lorentz. Concetti di base del formalismo tensoriale, cinematica e dinamica relativistica.  Formulazione relativistica delle equazioni di Maxwell e alcune applicazioni. 

Maxwell equations for electric and magnetic time-dependent fields. Electromagnetic (EM) waves, EM wave sources, EM waves in insulators and in conductors, interference, reflection, refraction, dispersion, polarization, particle model of EM radiation.

Differential form of Maxwell equations, potentials, gauge invariance.  Green functions. Emission and absorption of EM waves. Antennas, Collision of waves onto charges. Reseonant cavities, wave guides. The speed of light is a constant. Lorents transformations. Basics of tensor formalism, relativistic kinematics and dynamics. Relativistic description of Maxwell theory; some applications. 

 

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Modalità di insegnamento

 L'insegnamento consiste di 88 ore di didattica frontale.  A causa dell'emergenza sanitaria dovuta a COVID 19 le modalità di insegnamento dell'intero Corso di Laurea sono state riorganizzate per
l'anno accademico 2020-21. Tutta l'attività didattica sarà fruibile anche in modalità telematica principalmente tramite la piattaforma Moodle.

Le lezioni del modulo di Elettromagnetismo e Ottica saranno  tenute in modalità telematica al link  webex  https://unito.webex.com/meet/mariapia.bussa secondo il calendario e l'orario pubblicato. Le videoregistrazioni saranno disponibili sulla piattaforma Moodle.

Per il modulo di Complementi di Elettromagnetismo e Relatività Speciale, i link allo streaming Webex delle lezioni saranno inseriti di volta in volta sulla pagina Moodle del corso. Le note prese durante le lezioni e la registrazione delle lezioni stesse sarà resa disponibil sulle stesse pagine.

Per il tutorato il link è

https://unito.webex.com/meet/marzia.nardi

 



The course consists of 88 hours of teaching, ideally consisting of traditional lectures. Due to the COVID-19 situation, the Corso di Laurea in Fisica has decided that all courses will also be avaliable on-line, mostly using the Moodle platform.    

Concernig the Electromegnetism and Optics section of the course, the lessons will be given in streaming mode on the Webex platform at the link
https://unito.webex.com/meet/mariapia.bussa following the calendar. The lessons will be available also on the Moodle patform.

For the part on Complements of Electromagnetism and Special Relativity tyhe links to the Webex sessions will be posted on the Moodle page of the course. On the same page the recording of the lectures and the notes wiol be made avaliable.

Tutoring will be available following the calendar at

https://unito.webex.com/meet/marzia.nardi

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame scritto verifica la capacità di comprendere il testo, di schematizzare la situazione proposta e di sviluppare in modo completo ed esaustivo la soluzione del problema in modo coerente con i principi fisici fondamentali appresi nel corso. L'esame orale verifica la capacità acquisita di modellizzare e descrivere un fenomeno sulla base dei principi fisici fondamentali illustrati nel corso.

Esame scritto: soluzione di tre problemi di elettromagnetismo ed uno di relatività analoghi a quanto svolto in aula. Gli studenti che risultano sufficienti in entrambi i moduli sono ammessi all'orale. E' consentito l'uso di un formulario personale e della calcolatrice. Non è consentito l'uso di cellulari. Esame orale: discussione del compito scritto e di almeno due argomenti svolti a lezione. Nella prima sessione di esami gli studenti che hanno superato lo scritto al primo appello possono sostenere l'esame orale anche al secondo appello.

The written exam tests the capability to understand the text, to schematize the presented circumstance and to develop in a complete and exhaustive way the solution to the problem in agreement with the basic physical principles learnt during the lessons. The oral exam tests the achieved capability to modelize and describe a phenomenon basing on the fundamental physical principles presented during the course.

Written exam: solution to three electromagnetism problems and one of relativity similar to what has been done during the classes. The students who achieved the pass mark on both modules during the Written exam are allowed to attend the Oral exam. It is allowed to use a personal formulary and the calculator. It is forbidden the use of mobile phones. Oral Exam: discussion about the Written exam and about at least two topics presented during the classes. In the first examination period the students who have passed the Written exam on the first examination call are allowed to attend the Oral exam even on the second examination call.

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Attività di supporto

 Vengono organizzate attivita' di tutoraggio.

Il link per partecipare alle attività di tutoraggio sono i seguenti:

https://unito.webex.com/meet/marzia.nardi
https://unito.webex.com/meet/sarah.recchia

 

  A tutoring program will be organized

The link to join the tutoring activities are the following:

https://unito.webex.com/meet/marzia.nardi
https://unito.webex.com/meet/sarah.recchia

 

Testi consigliati e bibliografia

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Mazzoldi, Nigro, Voci: FISICA, EdiSES, per lezioni ed esercitazioni (testo di riferimento del programma di esame per gli studenti che non frequentano)

Mencuccini, Silvestrini: FISICA II, Liguori, per lezioni ed esercitazioni

Alonso Finn; FISICA, Masson,  per lezioni ed esercitazioni. 

Classical Electromagnetism, note di Richard Fitzpatrick disponibili in rete

Vincenzo Barone, Relatività. Principie applicazioni, Bollati Boringhieri.

Unfortunately the main textbook are presented in the Italian edition:

Mazzoldi, Nigro, Voci: FISICA, EdiSES, to be referred to for lectures and practice exercises (Reference textbook for the examination programme where non attending students can study).

Mencuccini, Silvestrini: FISICA II, Liguori, to be referred to for lectures and practice exercises. 

The following references are in English:

Alonso Finn: Funamental University Physics, to be referred to for lectures and practice exercises.

Classical Electromagnetism, notes by  Richard Fitzpatrick avaliable on the net.



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    Ultimo aggiornamento: 10/06/2021 10:59
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