Gli argomenti dell'esame
Fisica 2
Elettrostatica, condensatori, circuiti, campo magnetico, induzione, corrente alternata, equazioni di Maxwell, onde elettromagnetiche e ottica.
Carica elettrica e legge di Coulomb
Che cos'è la carica elettrica e quali proprietà ha, come si elettrizzano conduttori e isolanti, come la legge di Coulomb e il principio di sovrapposizione danno la forza tra cariche puntiformi in una e due dimensioni, e quando un sistema di cariche è in equilibrio.
Campo elettrico
Come si definisce il campo elettrico, come si calcola per cariche puntiformi, per il dipolo e per distribuzioni continue come il filo, l'anello, il disco e il piano, come lo descrivono le linee di campo e come si muove una carica in un campo uniforme.
Flusso del campo elettrico e legge di Gauss
Che cosa misura il flusso del campo elettrico attraverso una superficie, perché il flusso uscente da una superficie chiusa dipende solo dalla carica racchiusa, come la legge di Gauss dà il campo delle distribuzioni con simmetria sferica, cilindrica e piana, e qual è la sua forma locale.
Potenziale elettrico ed energia elettrostatica
Perché il campo elettrostatico è conservativo, come si definiscono l'energia potenziale e il potenziale, come si calcola il potenziale di cariche puntiformi e di distribuzioni continue, come si ricava il campo dal potenziale e come la conservazione dell'energia descrive il moto delle cariche.
Conduttori, condensatori e dielettrici
Perché in un conduttore in equilibrio il campo interno è nullo e la carica sta in superficie, come si calcola la capacità dei condensatori piano, sferico e cilindrico e dei loro collegamenti, quanta energia immagazzina il campo elettrico e come un dielettrico modifica capacità, campo ed energia.
Corrente elettrica e circuiti in corrente continua
Che cosa sono l'intensità e la densità di corrente, come la legge di Ohm e la resistività legano corrente e tensione, quanta potenza dissipa un resistore, come si risolve un circuito con generatori reali, resistori in serie e in parallelo e leggi di Kirchhoff, e come si caricano e si scaricano i condensatori in un circuito RC.
Campo magnetico e forza di Lorentz
Come un campo magnetico agisce su cariche in moto e su correnti, dalla forza di Lorentz al moto circolare ed elicoidale delle particelle, al selettore di velocità, allo spettrometro di massa e all'effetto Hall, fino alla forza su un filo e al momento delle forze su una spira, descritto dal momento magnetico.
Sorgenti del campo magnetico
Come le correnti producono il campo magnetico, dalla legge di Biot-Savart ai campi di fili, spire e archi, alla forza tra fili paralleli e alla definizione dell'ampere, fino alla legge di Ampère con le sue applicazioni a filo, cavo coassiale, solenoide e toroide, al flusso del campo magnetico e a un cenno ai materiali magnetici.
Induzione elettromagnetica
Come la variazione del flusso magnetico concatenato con un circuito genera una forza elettromotrice, come si calcolano la f.e.m. di una sbarretta in moto e di una spira rotante, che cosa sono l'induttanza e il circuito RL, e dove si trova l'energia del campo magnetico.
Oscillazioni elettriche e circuiti in corrente alternata
Come oscilla la carica in un circuito LC e come le oscillazioni si smorzano in un circuito RLC, come resistori, condensatori e induttori rispondono a una tensione sinusoidale, come fasori e impedenza danno corrente e sfasamento, che cosa sono la risonanza e il fattore di potenza, e come un trasformatore cambia la tensione alternata.
Equazioni di Maxwell e onde elettromagnetiche
Come la corrente di spostamento completa la legge di Ampère, quali sono le quattro equazioni di Maxwell, perché da esse seguono onde che si propagano alla velocità della luce, e quanta energia e quantità di moto queste onde trasportano.
Ottica geometrica e ondulatoria
Come la luce si riflette e si rifrange secondo le leggi di Snell, come specchi e lenti sottili formano le immagini, e come interferenza, diffrazione e polarizzazione rivelano la natura ondulatoria della luce.