ITALIANO

- Elettricità
1. Forza elettrica, campo elettrostatico e potenziale elettrostatico
2. Conduttori e Dielettrici
3. Corrente elettrica e circuiti

- Magnetismo e onde elettromagnetiche
4. Forza magnetica e campo magnetico
5. Induzione elettromagnetica
6. Onde elettromagnetiche

- Ottica
7. Ottica Geometrica

1) Elementi di Fisica - Elettromagnetismo e Onde; P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci; Edises.
2) Fisica vol.2 - Elettromagnetismo, onde, ottica di W. Edward Gettys, Frederick J. Keller, Malcolm J. Skove Editore: McGraw-Hill Education
3) C. Mencuccini e V. Silvestrini: Fisica: Elettromagnetismo Ottica – Casa Editrice Ambrosiana.

Il corso intende fornire una buona conoscenza dell’elettromagnetismo classico nel vuoto e della propagazione elettromagnetica, con particolare riguardo alle equazioni di Maxwell. Si intende inoltre portare lo studente ad un livello adeguato di comprensione dei vari fenomeni elettromagnetici.
Al termine del percorso formativo, lo studente sarà in grado di utilizzare le conoscenze acquisite ai fini della descrizione di fenomeni elettrici e magnetici. Lo studente dovrà affrontare problemi di elettromagnetismo, imparando a risolverli applicando le leggi dell’elettromagnetismo.
In relazione alle abilità comunicative, il corso si propone l'obiettivo di sviluppare la capacità dello studente di esporre in modo
chiaro e rigoroso concetti e leggi della Fisica classica.

L’approccio al programma formativo richiede la conoscenza delle leggi della Meccanica classica e della Termodinamica; inoltre, occorre saper utilizzare gli strumenti propri dell’Analisi Matematica 1 (ovvero, limiti, derivate, integrali, equazioni differenziali ordinarie lineari).
Per sostenere le prove d'esame, lo studente deve aver superato gli esami di Analisi Matematica 1 e Termodinamica e Complementi di Meccanica.

Il corso è articolato in 48 ore di lezione frontali (di cui, 24 per l’Elettricità, 18 per Magnetismo e Onde elettromagnetiche, 6 per l’Ottica) e 24 ore di esercitazioni numeriche, il tutto svolto in aula.
La frequenza non è obbligatoria, ma fortemente suggerita.

L'esame prevede una prova scritta ed una prova orale, entrambe obbligatorie, che contribuiscono al voto finale con un peso di 40% e 60% rispettivamente.
La prova scritta, della durata di circa 3 ore, si svolge in aula e consiste nella risoluzione di quattro problemi di Elettromagnetismo, di pari peso. A ciascun problema si attribuisce un punteggio massimo di 10 punti. Il voto della prova scritta, espresso in trentesimi, si ottiene moltiplicando per 0.75 la somma dei punteggi ottenuti. È consentito l’uso della calcolatrice, ma non è possibile consultare testi e/o materiali didattici. Per accedere alla prova orale bisogna aver superato la prova scritta con una votazione minima di 15/30. La corretta risoluzione dei quattro problemi conduce ad una votazione pari a 30/30.
La prova orale consiste nella trattazione e discussione di argomenti del programma svolto a lezione ed ha una durata di circa 30 minuti. Oltre a verificare il livello di conoscenza raggiunto dallo studente, la prova orale mira ad accertare la comprensione dei fenomeni elettromagnetici e la capacità di saperli descrivere.
E’ previsto l’esonero dalla prova scritta per gli studenti in corso che abbiano frequentato regolarmente le lezioni e le esercitazioni e che abbiano conseguito una valutazione complessiva superiore alla sufficienza sugli elaborati prodotti in sede di prove intercorso. Queste ultime consistono nella risoluzione di problemi ed esercizi di Elettromagnetismo.

Nessuna

- Elettricità (24 ore di lezioni frontali, 12 ore di esercitazioni numeriche, per un totale di 4 CFU)
1. Forza elettrica. Campo elettrostatico.
Carica elettrica. Fenomeni di elettrizzazione. Struttura elettrica della materia. Quantizzazione della carica elettrica e principio di conservazione. Elettroscopio a foglie. Isolanti e conduttori Induzione elettrostatica. Forza di Coulomb. Definizione di campo elettrostatico. Linee di forza e proprietà. Principio di sovrapposizione. Campo elettrostatico prodotto da una distribuzione discreta e da una distribuzione continua di carica. Moto di una carica in un campo elettrostatico. Determinazione della carica elementare: Esperienza di Millikan.
2. Lavoro elettrico. Potenziale elettrostatico.
Lavoro della forza elettrica. Definizione di potenziale. Calcolo del potenziale elettrostatico. Energia potenziale elettrostatica. Il campo come gradiente del potenziale. Teorema di Stokes e calcolo del rotore del campo elettrostatico. Superfici equipotenziali. Energia di un sistema di cariche. Il dipolo elettrico. Azione meccanica di un campo elettrostatico su un dipolo. Energia di un dipolo in un campo elettrostatico. Espansione in serie di multipoli del potenziale elettrostatico. Discussione dei vari termini. Il quadrupolo elementare. Dipolo elettrico in un campo non uniforme.
3. La legge di Gauss
Flusso del campo elettrico. Legge di Gauss. Alcune applicazioni e conseguenze della legge di Gauss. La divergenza del campo elettrostatico. Equazione di Poisson. Equazione di Laplace.
4. Conduttori e dielettrici.
Conduttori in equilibrio. Capacità di un conduttore isolato. Conduttore cavo. Schermo elettrostatico. Sistemi di conduttori. Condensatori. Collegamento di condensatori. Energia del campo elettrostatico. Densità di energia. Elettrostatica nei dielettrici. La costante dielettrica relativa di un mezzo. Polarizzazione dei dielettrici. Cariche di polarizzazione. L’induzione dielettrica. Legge di Gauss per il vettore induzione.
5. Corrente elettrica.
Conduzione elettrica. Corrente elettrica. La densità di corrente. Regime di corrente stazionaria. Equazione di continuità. Modello classico della conduzione elettrica. Legge di Ohm. Resistività e conduttività. Resistenza elettrica. Effetto Joule. Resistori in serie e in parallelo. Forza elettromotrice. Carica e scarica di un condensatore attraverso un resistore. Leggi di Kirchhoff per le reti elettriche. Alcuni circuiti particolari in corrente continua.

- Magnetismo e onde elettromagnetiche (18 ore di lezioni frontali, 10 ore di esercitazioni numeriche)
6. Forza magnetica. Campo magnetico
Primi fatti sperimentali sull’interazione magnetica. Linee di forza del campo magnetico. Legge di Gauss per il campo magnetico. Forza magnetica su una carica in moto. Forza magnetica su un conduttore percorso da corrente (Seconda legge elementare di Laplace). Momenti meccanici su circuiti piani. Amperometro a bobina mobile. Principio di equivalenza di Ampère. Effetto Hall. Esempi di moti di particelle cariche in campo magnetico uniforme. Frequenza di ciclotrone. Selettore di velocità e Spettrometro di massa.
7. Sorgenti del campo magnetico. Legge di Ampère.
Campo magnetico prodotto da una corrente. Legge di Biot e Savart. Prima legge elementare di Laplace. Calcoli di campi magnetici prodotti da circuiti particolari. Azioni elettrodinamiche tra circuiti percorsi da corrente. Definizione di Ampere. Concetto di corrente concatenata ad una linea chiusa. Legge di Ampere. Legge di Gauss. Formulazione locale delle due leggi. Solenoide finito e solenoide indefinito. Concetto di corrente di spostamento. Solenoide toroidale. Elettrodinamometro assoluto.
8. Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo.
Legge di Faraday dell’induzione elettromagnetica. Concetto di flusso concatenato ad una linea chiusa. Origine fisica della forza elettromotrice indotta. Applicazioni della legge di Faraday. Considerazioni relative alla conservazione dell'energia. L'attrito elettromagnetico. Il generatore di tensione alternata. Il concetto di auto flusso o flusso autoconcatenato. Il coefficiente di autoinduzione. Induttanza di un solenoide. L'induttanza di un solenoide toroidale. Circuito RL serie. Extracorrente di apertura e di chiusura. La densità di energia magnetica. Equazioni di Maxwell.
9. Onde elettromagnetiche.
Onde meccaniche: esempio della propagazione di una perturbazione su una corda tesa. Equazione delle onde. L'ipotesi di onda piana. Soluzione di D'Alembert. Onde progressive e onde regressive. Velocità di propagazione dell'onda. Onde trasversali e onde longitudinali. Onde elettromagnetiche. Dalle equazioni di Maxwell all'equazione delle onde. Onda elettromagnetica piana. Onda piana sinusoidale. Il concetto di campo elettromagnetico. Polarizzazione lineare. Densità di energia elettromagnetica. Vettore di Poynting. Equazione di continuità. Intensità di un’onda. Pressione di radiazione e quantità di moto trasportata da un'onda.

- Ottica (6 ore di lezioni frontali, 2 ore di esercitazioni numeriche)
10. Ottica geometrica.
Concetto di raggio. Leggi di Snell. Indice di rifrazione di un mezzo trasparente. Specchio sferico concavo e convesso: costruzione delle immagini. Specchio piano. Equazione degli specchi. Ingrandimento trasversale. Diottro sferico. Lenti sottili. Lenti convergenti e divergenti. Raggi principali e costruzione delle immagini. Equazione delle lenti. Ingrandimento trasversale.

Italian

- Electrical phenomena
1. Electric force, electrostatic field and electrostatic potential
2. Conductors and dielectrics
3. Current and circuits

- Magnetic phenomena and electromagnetic waves
4. Magnetic force and magnetic field
5. Electromagnetic induction
6. Electromagnetic waves

- Optics
7. Geometrical optics

1) Elementi di Fisica - Elettromagnetismo e Onde; P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci; Edises.
2) Fisica vol.2 - Elettromagnetismo, onde, ottica di W. Edward Gettys, Frederick J. Keller, Malcolm J. Skove Editore: McGraw-Hill Education
3) C. Mencuccini e V. Silvestrini: Fisica: Elettromagnetismo Ottica – Casa Editrice Ambrosiana.

The course aims to provide a good knowledge of classical electromagnetism in vacuum and wave propagation, with particular regard to Maxwell's equations. It is also intended to bring the student to an adequate level of understanding of the various electromagnetic phenomena.
At the end of the course, the student will be able to describe electrical and magnetic phenomena. The student will face electromagnetism problems, learning to solve them by applying the laws of electromagnetism.
In relation to communication skills, the course aims to develop the student's ability to exhibit in a
clear and rigorous way the concepts and laws of classical physics.

The approach to the training program requires knowledge of the laws of classical mechanics and thermodynamics; in addition, it is necessary to know how to use the tools of Mathematical Analysis 1 (i.e., limits, derivatives, integrals, ordinary linear differential equations).
To take the exam, the student must have passed the exams of Mathematical Analysis 1 and Thermodynamics and Complements of Mechanics.

The course is divided into 48 hours of lectures (of which, 24 for electricity, 18 for magnetism and electromagnetic waves, 6 for optics) and 24 hours of numerical exercises, all done in the classroom.
Attendance is not mandatory, but strongly suggested.

The exam includes a written test and an oral test, both mandatory, which contribute to the final mark with a weight of 40% and 60%, respectively.
The written test, of about 3 hours, takes place in the classroom and consists in solving four problems of Electromagnetism, of equal weight. Each problem is assigned a maximum score of 10 points. The mark of the written test, expressed in thirtieths, is obtained by multiplying the sum of the marks obtained by 0.75. Use of the calculator is allowed, but it is not possible to consult texts and / or teaching materials. To access the oral test, you must have passed the written test with a minimum mark of 15/30. The correct resolution of the four problems leads to a vote of 30/30.
The oral exam consists in the discussion and discussion of topics of the program carried out in class and lasts about 30 minutes. In addition to verifying the level of knowledge reached by the student, the oral test aims to ascertain the understanding of electromagnetic phenomena and the ability to know how to describe them.
The exemption from the written test is expected for current students who have regularly attended lessons and exercises and who have achieved an overall assessment higher than the sufficiency on the documents produced during the tests. The latter consist in solving electromagnetism problems and exercises.

None

5000/5000
Limite di caratteri: 5000
- Electricity (24 hours of lectures, 12 hours of numerical exercises, for a total of 4 ECTS)
1. Electric force. Electrostatic field.
Electric charge. Electrification phenomena. Electrical structure of matter. Electric charge quantization and conservation principle. Leaf electroscope. Insulators and conductors Electrostatic induction. Coulomb force. Definition of electrostatic field. Lines of force and properties. Overlapping principle. Electrostatic field produced by a discrete distribution and a continuous charge distribution. Motion of a charge in an electrostatic field. Determination of the elementary charge: Millikan's experience.
2. Electrical work. Electrostatic potential.
Electric force work. Definition of potential. Calculation of the electrostatic potential. Electrostatic potential energy. The field as a gradient of potential. Stokes' theorem and computation of the electrostatic field rotor. Equipotential surfaces. Energy of a system of charges. The electric dipole. Mechanical action of an electrostatic field on a dipole. Energy of a dipole in an electrostatic field. Expansion in series of multipoles of the electrostatic potential. Discussion of the various terms. The elementary quadrupole. Electric dipole in an uneven field.
3. Gauss's law
Electric field flow. Gauss's law. Some applications and consequences of Gauss's law. The divergence of the electrostatic field. Poisson equation. Laplace equation.
4. Conductors and dielectrics.
Balanced conductors. Capacity of an insulated conductor. Cable conductor. Electrostatic screen. Conductor systems. Capacitors. Connection of capacitors. Energy of the electrostatic field. Energy density. Electrostatics in dielectrics. The relative dielectric constant of a medium. Polarization of dielectrics. Polarization charges. Dielectric induction. Gauss's law for the induction vector.
5. Electric current.
Electrical conduction. Electric current. The current density. Stationary current regime. Continuity equation. Classic model of electrical conduction. Ohm's law. Resistivity and conductivity. Electrical resistance. Joule effect. Series and parallel resistors. Electromotive force. Charge and discharge of a capacitor through a resistor. Kirchhoff laws for electricity networks. Some particular circuits in direct current.

- Magnetism and electromagnetic waves (18 hours of lectures, 10 hours of numerical exercises)
6. Magnetic force. Magnetic field
First experimental facts about magnetic interaction. Lines of force of the magnetic field. Gauss's law for the magnetic field. Magnetic force on a moving charge. Magnetic force on a current-carrying conductor (Laplace's second elementary law). Mechanical moments on flat circuits. Moving coil ammeter. Ampère's equivalence principle. Hall effect. Examples of motions of charged particles in uniform magnetic field. Cyclotron frequency. Speed ​​selector and mass spectrometer.
7. Sources of the magnetic field. Ampère's law.
Magnetic field produced by a current. Biot and Savart's law. Laplace's first elementary law. Calculations of magnetic fields produced by particular circuits. Electrodynamic actions between circuits covered by current. Definition of Ampere. Concept of current chained to a closed line. Ampere's law. Gauss's law. Local formulation of the two laws. Finite solenoid and undefined solenoid. Displacement current concept. Toroidal solenoid. Absolute electrodynamometer.
8. Electric and magnetic fields that vary over time.
Faraday's law of electromagnetic induction. Flow concept concatenated to a closed line. Physical origin of the induced electromotive force. Applications of Faraday's law. Considerations relating to energy conservation. Electromagnetic friction. The alternating voltage generator. The concept of auto-flow or self-chained flow. The self-induction coefficient. Inductance of a solenoid. The inductance of a toroidal solenoid. RL series circuit. Opening and closing extra current. The density of magnetic energy. Maxwell's equations.
9. Electromagnetic waves.
Mechanical waves: example of the propagation of a disturbance on a tightrope. Wave equation. The plane wave hypothesis. D'Alembert's solution. Progressive and regressive waves. Wave propagation speed. Transverse and longitudinal waves. Electromagnetic waves. From Maxwell's equations to the wave equation. Electromagnetic plane wave. Sine wave. The concept of electromagnetic field. Linear polarization. Density of electromagnetic energy. Poynting vector. Continuity equation. Intensity of a wave. Radiation pressure and momentum carried by a wave.

- Optics (6 hours of lectures, 2 hours of numerical exercises)
10. Geometric optics.
Radius concept. Snell's laws. Refractive index of a transparent medium. Concave and convex spherical mirror: construction of images. Flat mirror. Mirror equation. Transverse magnification. Spherical diopter. Thin lenses. Converging and diverging lenses. Main rays and construction of images. Lens equation. Transverse magnification.