ELETTRODINAMICA CLASSICA
Anno accademico 2015/2016 - 3° annoCrediti: 6
SSD: FIS/01 - FISICA SPERIMENTALE
Organizzazione didattica: 150 ore d'impegno totale, 102 di studio individuale, 48 di lezione frontale
Semestre: 2°
Prerequisiti richiesti
Conoscenze di meccanica, di elettromagnetismo, di relatività speciale e di calcolo differenziale ed integrale delle funzioni ad più variabili
Frequenza lezioni
Obbligatoria
Contenuti del corso
Formulazione covariante dell’elettromagnetismo
Richiami sulle equazioni di Maxwell - Le leggi di conservazione: vettore di Poynting e tensore degli sforzi di Maxwell – Teorema di decomposizione di Helmoltz - Potenziali del c.e.m. e le trasformazioni di gauge – Metodo della funzione di Green per la soluzione dell’equazione d’onda – Potenziali ritardati – Spazio-tempo di Minkowski - Equazioni di Maxwell in forma covariante - Forza di Minkowski - Quadrivettore densità della forza e tensore energia-momento del c.e.m.- Elementi di calcolo delle variazioni e formulazione lagrangiana della meccanica relativistica – Lagrangiana e hamiltoniana di una carica in c.e.m. esterno –Moto relativistico di cariche in campi elettrici e magnetici uniformi – Soglie dei processi anelastici(*) - Formulazione lagrangiana per sistemi continui e campi - Lagrangiana del campo elettromagnetico – Lagrangiana di Proca – Equazioni di Maxwell-Proca – Alcune conseguenze teoriche derivanti dall’ipotesi di fotoni con massa diversa da zero – Tipici esperimenti per la stima del limite superiore per la massa del fotone.
Teoria classica della radiazione
I potenziali di Liénard e Wiechert – Campo elettromagnetico generato da una carica in moto – Radiazione da carica accelerata a bassa velocità – Formula di Larmor - Stabilità dell’atomo idrogenoide - Distribuzione angolare ed in frequenza(*) della radiazione emessa da una carica accelerata - Radiazione da carica con velocità collineare all’accelerazione – La legge di forza tra due cariche elettriche in moto - Radiazione di Sincrotrone – Formula di Liénard - Radiazione Cherenkov - Diffusione Thomson(*) e Compton della radiazione – Retrodiffusione Compton - Radiazione emessa durante gli urti(*) – Radiazione di frenamento in collisioni coulombiani(*) - Reazione di radiazione – Massa elettromagnetica - Equazione di Abraham–Lorentz per l’autoforza - Potenziali vettori di Hertz – Irraggiamento da un dipolo elettrico e magnetico oscillante.
Fondamenti di teoria della relatività speciale ed estesa
Convenzionalità del metodo di sincronizzazione: simultaneità topologica e simultaneità metrica – Sincronizzazione di Reichenbach (non standard) – Trasformazione di sincronia unidimensionale – Dipendenza dalla direzione del parametro di sincronizzazione – Proprietà della sincronizzazione non standard - Trasformazione di sincronia tridimensionale e sue proprietà – Formulazione alternativa della relatività estesa: trasformazioni generali per le coordinate spazio-temporali – Velocità della luce di sola andata - Trasformazioni di Lorentz come caso particolare delle trasformazioni generali – Ruolo dei due postulati di Einstein nella determinazione dei parametri – Instabilità matematica della teoria della relatività speciale - Velocità della luce di andata e ritorno – Relatività debole e trasformazioni equivalenti – Metodi di sincronizzazione delle velocità simmetriche, per trasporto lento ed assoluta – Proprietà matematiche delle trasformazioni equivalenti – Aspetti convenzionali della teoria della relatività speciale e fenomeni puramente relativistici - Verifiche sperimentali della relatività estesa.
Nota: Gli argomenti contrassegnati con un asterisco sono da intendersi facoltativi.
Testi di riferimento
R. Resnick : Introduzione alla relatività ristretta" - C.E.A., Milano.
A. Aliotta ed altri : Cinquant’anni di relatività - Edizioni UTET
V. Barone Relatività - Bollati Boringhieri
H. Goldstein : Meccanica classica - Zanichelli
S. Bobbio, E. Gatti : Elettromagnetismo, Ottica - Bollati Boringhieri
L. Lovitch, S. Rosati : Fisica Generale: Elettricità,Magnetismo, Elettromagnetismo,
Relatività ristretta, Ottica, Meccanica quantistica - C.E.A.
J.D. Jackson : Elettrodinamica classica - Zanichelli
W. Grainer : Classical Electrodynamics – Springer
L. Landau : Teoria classica dei campi - Ed. Riuniti
L. Landau : Elettrodinamica dei mezzi continui - Ed. Riuniti
H. Reichenbach : Axiomatization of the theory of relativity, University of
California Press 1969
H. Reichenbach : The philosophy of space and time, Dover publications, Inc.
Lo studente è comunque libero di scegliere qualsiasi altro testo a livello universitario.
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
La verifica dell'apprendimento è affidata ad un esame finale orale. Esso tende ad accertare il livello di conoscenza conmplessiva del candidato, la sua capacità di affrontare criticamente gli argomenti studiati e di mettere in correlazione le varie parti del programma. Alla formulazione del voto finale concorreranno sia la padronanza dimostrata nella trattazione degli argomenti oggetteo dell'esame e della terminologia tecnico-scientifica apprpriata, sia la abilità acquisita di mettere in relazione in modo critico i vari argomenti curandone sia gli aspetti matematici che fi
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
L'esame verte su tutto il programma svolto