ELETTRODINAMICA CLASSICA
Anno accademico 2021/2022 - 3° annoCrediti: 6
SSD: FIS/02 - FISICA TEORICA, MODELLI E METODI MATEMATICI
Organizzazione didattica: 150 ore d'impegno totale, 108 di studio individuale, 42 di lezione frontale
Semestre: 2°
Obiettivi formativi
Il corso ha un carattere prettamente teorico e presenta un approfondimento degli argomenti del corso di Fisica 2, una introduzione alla teoria classica dei campi e una introduzione all'algebra geometrica applicata all'elettromagnetismo.
Conoscenza e capacità di comprensione: Capacità di ragionamento induttivo e deduttivo. Capacità di impostare un problema utilizzando relazioni tra grandezze fisiche e modelli matematici.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Capacità di elaborare modelli teorici. Capacità di leggere e comprendere la letteratura scientifica.
Autonomia di giudizio: Capacità di ragionamento critico. Capacità di individuare le previsioni di una teoria o di un modello.
Abilità comunicative: Buone competenze informatiche. Buone competenze per la gestione dell'informazione scientifica e per l'elaborazione dei dati e le ricerche bibliografiche. Capacità di esporre oralmente, con proprietà di rigore terminologico, un argomento scientifico, illustrandone motivazioni e risultati.
Capacità di apprendimento: Capacità di saper aggiornare le proprie conoscenze scirntifiche attraverso la lettura di pubblicazioni scientifiche in lingua italiana e inglese.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
- Lezioni frontali
- Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza alfine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.
Prerequisiti richiesti
Fisica 2, Analisi Matematica 2
Frequenza lezioni
Obbligatoria
Contenuti del corso
Richiami di analisi vettoriale, gradiente, divergenza, rotore. Operatore Laplaciano. Teorema di Helmholtz. Delta di Dirac in 3D. Richiami delle equazioni di Maxwell in forma integrale e forma differenziale in un sistema di riferimento fisso. Potenziali, trasformazioni di gauge. Richiami di relatività speciale, trasformazioni di Lorentz, dilatazione dei tempi, contrazione delle lunghezze, spazio-tempo di Minkowski, quadrivettori. Simmetrie e covarianza delle equazioni equazioni di Maxwell, campi associati ad una particella in moto uniforme. Teoria di Maxwell come teoria classica di campo. Densità di lagrangiana ed equazioni del moto per una teoria di campo, densità di lagrangiana per campi elettromagnetici con sorgenti. Cenni di algebra geometrica. Interpretazione geometrica del prodotto interno ed esterno. Elettromagnetismo in 3+1 D. Spazio e tempo, classificazione di vettori e bivettori spaziotemporali. Applicazione dell'algebra geometrica spaziotemporale.
Testi di riferimento
D. Griffith, Introduction to Electrodynamics, Benjamin Cummings; C.S. Helrich, The classical theory of fields - Electromagnetism; F. Scheck, Classical field theory; J.W. Arthur, Understanding geometric algebra for electromagnetic theory.
Programmazione del corso
Argomenti | Riferimenti testi | |
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1 | Richiami di analisi vettoriale | |
2 | Equazioni di Maxwell in forma integrale e forma differenziale | |
3 | Potenziale scalare e potenziale vettoriale. Trasformazioni di gauge. | |
4 | Richiami di relatività speciale. | |
5 | Simmetrie e covarianza delle equazioni di Maxwell. | |
6 | Densità di lagrangiana e equazioni del moto per una teoria di campo.a | |
7 | Introduzione all'algebra geometrica. | |
8 | Applicazione dell'algebra geometrica all'elettromagnetismo. |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
La verifica di apprendimento si svolge con un esame orale della durata media di 45 minuti sugli argomenti trattati nelle lezioni. La verifica dell'apprendimento potrà anche essere effettuata per via telematica, qualora le condizioni dovessero richiederlo.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Non disponibili