- Oggetto:
- Oggetto:
Complementi di elettromagnetismo
- Oggetto:
Advanced Electromagnetism
- Oggetto:
Anno accademico 2014/2015
- Codice dell'attività didattica
- MFN0541
- Docente
- Prof. Elena Botta (Titolare del corso)
- Corso di studi
- 008703 Laurea in Fisica
- Anno
- 2° anno
- Periodo didattico
- Terzo periodo didattico
- Tipologia
- B=Caratterizzante
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD dell'attività didattica
- FIS/01 - fisica sperimentale
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Facoltativa
- Tipologia d'esame
- Orale
- Prerequisiti
- Propedeuticita': per gli studenti della laurea triennale in Fisica di Torino: corsi di Elettricita' e Magnetismo, Elettromagnetismo ed Ottica, Metodi Matematici della Fisica I.
Argomenti: fenomenologia del campo elettromagnetico, leggi di Gauss, Faraday-Neumann-Lenz e teorema di Ampere-Maxwell in forma integrale e differenziale. Algebra vettoriale e calcolo differenziale: operatori scalari e vettoriali, loro proprieta' e relazioni notevoli; teoremi notevoli del calcolo differenziale: teorema del flusso e della divergenza, lemma di Green, teorema di Stokes o della circuitazione. Operatori differenziali in diverse coordinate, trasformate e integrali di Fourier, cenni sui tensori, funzioni di Bessel: proprieta', formule asintotiche, funzioni modificate - Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Identificare i principi Fisici fondamentali che stanno alla base del funzionamento di molti dispositivi elettromagnetici e ottici di uso generalizzato.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Conoscenza e capacita' di comprensione (knowledge and understanding)
Conoscenza approfondita dei principi dell'elettromagnetismo e della matematica necessaria per la loro comprensione ed applicazione.
Conoscenza approfondita delle leggi che governano i processi di emissione, propagazione libera e confinata di onde elettromagnetiche: dipolo oscillante ideale e smorzato, antenna lineare, guide d'onda e cavita' risonanti, fibre ottiche.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding)
Capacita' di discussione approfondita degli aspetti energetici ed inerziali di on'onda elettromagnetica. Capacita' di discussione di processi di diffusione della radiazione, coerenza di un'onda elettromagnetica.
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame e' costituito da una prova orale, della durata tipica di 40-50 minuti, nella quale viene chiesto di affrontare ab initio due, o al più tre, argomenti svolti a lezione, impostando il problema dal punto di vista sia fisico che matematico. La valutazione massima viene assegnata quando sia la trattazione formale che la discussione fisica degli argomenti risultano complete. In caso di non superamento dell'esame la ripetizione dello stesso deve avvenire almeno due settimane dopo la prima prova.
- Oggetto:
Programma
La sintesi di Maxwell (richiami di e.m. e ottica). Campi e potenziali elettromagnetici. Leggi di conservazione e campi e.m.. Energia e quantita' di moto di un'onda e.m.. Soluzione delle equazioni di Maxwell nel vuoto e in presenza di sorgenti. Irraggiamento di dipolo oscillante ideale e smorzato, irraggiamento di antenna lineare. Sorgenti di radiazione: antenne marconaine e composte, klystron. Onde guidate: propagazione modale in guide d'onda e fibre ottiche; cavita' risonanti. Le basi della relativita' ristretta. Elettromagnetismo e relativita': esperimento di Michelson e Morley, invarianza delle eqauzioni di Maxwell per trasformate di Lorentz. Ottica coerente: definizione di coerenza di un'onda e sua misura, olografia.
Maxwell equation: synthesis of electromagnetic field equation and optics. Electromagnetic fields and potentials. Conservation laws for electromagnetic field. Energy and momentum of the electromagnetic field. Solution of Maxwell equations in free space and in presence of sources. Radiation: oscillating ideal eletric dipole, dumped oscillating dipole and linear antennas. Guided waves: mode propagation in wave guides and optic fibers. Summary of special relativit. Electromagnetism and relativity: the Michelson and Morley experiment, invariance of Maxwell eqautions under Lorentz transformations. Coherent optics: definition and measurement of the coherence of an e.m. wave, olography.Testi consigliati e bibliografia
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- E. Botta, T. Bressani: Elementi di Elettromagnetismo Avanzato, Aracne Editrice - J.D. Jackson: Elettrodinamica Classica - Zanichelli - M. Anselmino, S. Costa, E. Predazzi - Origine Classica della Fisica Moderna - Levrotto & Bella Editore -
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Note
Frequenza non obbligatoria ma fortemente consigliata.
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