MAGNETISMO ED ELETTRODINAMICA

Il campo magnetico e la forza di Lorentz. Legge di Ampère e solenoidalità di B. Forze su correnti. Il potenziale vettore. La legge di Biot-Savart. Il momento di dipolo magnetico. Cenni sul magnetismo nella materia.

Legge di Faraday. Induttanza e circuiti RLC. Corrente di spostamento ed equazioni di Maxwell [HR 35,36; AF 17; PP 9]. Energia e quantità di moto del campo elettromagnetico; il vettore di Poynting [PP 10; BT 6]. Potenziali elettrodinamici ed invarianza di gauge. L'equazione d'onda per i potenziali e per i campi; onde piane, pressione di radiazione. Lo spettro elettromagnetico; cenni sulla quantizzazione (fotoni). Potenziali ritardati [PP 11,14; BT 2,3]. Lagrangiana ed Hamiltoniana di una particella in un campo elettromagnetico [HG 1].

Proprietà generali delle onde: equazione d'onda, velocità di fase e di gruppo, effetto Doppler. Cenni sull'ottica geometrica: riflessione, rifrazione. Principio di Fermat. Cenni su interferenza, diffrazione e polarizzazione [AF da 18 a 23; HR da 40 a 46].

TEORIA DELLA RELATIVITÀ RISTRETTA

Contrasto tra meccanica classica ed equazioni di Maxwell (esperimento di Michelson-Morley) e ricerca di soluzioni. Postulati della RR; esperimenti mentali e trasformazioni di Lorentz. Trasformazioni della velocità. Spazio di Minkowski, quadrivettori e loro proprietà di trasformazione. Quadrivettore energia-impulso e sue proprietà [PP 15,16,17; RR 1,2,3,A; BT 4]. Il campo magnetico come effetto relativistico; trasformazioni dei campi [PP 18,19; RR 4; FB 5; BT 4].

TESTI CONSIGLIATI

I riferimenti in parentesi quadre indicano i capitoli dei testi seguenti in cui si possono trovare informazioni, in generale più dettagliate rispetto al programma svolto, sugli argomenti trattati.

AF: M. Alonso, E. Finn, Elementi di Fisica per l'Università, InterEuropean
BT: Bo Thidé, Electromagnetic Field Theory, Upsilon Books (http://www.plasma.uu.se/CED/Book)
FB: E. Purcell, La Fisica di Berkeley vol.2, Zanichelli
HG: H. Goldstein, Meccanica Classica, Zanichelli.
HR: D. Halliday, R. Resnick, Fisica 2, CEA
PP: W. Panofski, M. Phillips, Elettricità e Magnetismo, CEA
RR: R. Resnick, Introduzione alla Relatività Ristretta, CEA

Utile, per tutta l'ultima parte, E. Taylor, J.Wheeler, Spacetime Physics, Freeman and co.