Domande d'esame VERIFICATO
Raccolta di domande di teoria e soluzione
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Di cosa parla
- Il teorema di Gauss per il campo elettrico E nel vuoto definisce il flusso uscente come Q_interna / ε₀.
- La legge di Ampere in regime stazionario, sia in forma integrale (circuitazione di B = μ₀I) che locale (∇ × B = μ₀J), è analizzata specificandone il significato.
- Le proprietà di un conduttore neutro in equilibrio elettrostatico includono campo elettrico nullo all'interno e potenziale costante.
- La prima equazione di Maxwell (∇ · E = ρ/ε₀) è discussa nelle sue forme locale e integrale, con le rispettive condizioni di validità.
- Gli effetti meccanici di un campo elettrico esterno su un dipolo elettrico (forza F = p · ∇E, momento torcente τ = p × E, energia U = -p · E) sono dettagliati.
- Vengono descritte la forza su un conduttore percorso da corrente in un campo magnetico (dF = I dl × B) e la legge di continuità della corrente elettrica (∇ · J = -∂ρ/∂t).
- Le condizioni al contorno per il campo elettrico alla superficie di separazione tra due dielettrici specificano la conservazione della componente tangenziale di E e la discontinuità della componente normale di D.
- Le formule di Laplace per il campo magnetico (dB = (μ₀/4π) * (I dl × u_r) / r²) e per la forza (dF = I dl × B) sono presentate.
- Il potenziale elettrostatico V(r) è definito come il lavoro per unità di carica per portare una carica unitaria.
- Sono delineate le differenze chiave tra campo elettrostatico e magnetostatico (irrotazionalità, solenoidalità, sorgenti).
- Il campo elettrico in prossimità della superficie di un conduttore carico in equilibrio è normale alla superficie con modulo E = σ/ε₀ (teorema di Coulomb).
- Le proprietà fondamentali del campo magnetico nel vuoto in regime stazionario (solenoidale, senza monopoli) sono illustrate.
- Le leggi di Maxwell in forma locale per il campo elettrostatico in presenza di un dielettrico sono presentate, insieme alla definizione di D ed P.
- Le relazioni tra il vettore polarizzazione e le densità di carica di polarizzazione (volume e superficie) sono esaminate, verificando la somma nulla delle cariche di polarizzazione.
- Vengono discusse le relazioni tra campo elettrico, campo elettromotore e corrente in un circuito in regime stazionario (legge di Ohm locale).
- Le condizioni di induzione completa per due conduttori e il concetto di schermo elettrostatico sono spiegati.
- L'espressione dell'energia elettrostatica per sistemi di cariche e conduttori è ricavata sia in termini di carica/potenziale che di campo.
- Sono definite l'intensità di un'onda elettromagnetica e la pressione di radiazione.
- L'equazione delle onde per il campo elettromagnetico è derivata dalle equazioni di Maxwell e le proprietà delle soluzioni sono discusse.
- La polarizzazione di un'onda elettromagnetica (lineare, circolare) è definita, insieme ai metodi per ottenerla e alle formule di interferenza.
- Il teorema di Poynting è enunciato, chiarendo il significato dei suoi termini.
- Le condizioni al contorno per il campo magnetostatico (continuità di B_normale, discontinuità di H_tangenziale) sono ricavate.
- Vengono definiti i coefficienti di autoinduzione e mutua induzione, specificandone il significato fisico e le condizioni di validità.
- Il fenomeno dell'induzione elettromagnetica è descritto, con le sue cause e l'enunciazione della legge di Lenz.
- Il vettore magnetizzazione (M) e il suo legame con le correnti di magnetizzazione (J_m = ∇ × M, J_s,m = M × u_n) sono presentati.
- Il modello del materiale diamagnetico e l'espressione del momento magnetico di Larmor sono discussi.
- Le condizioni al contorno per i campi elettromagnetici e la pressione di radiazione per un conduttore perfetto sono dimostrate.
- Le proprietà dei potenziali vettore e scalare per le onde elettromagnetiche e le loro equazioni sono ricavate.
- Le leggi di riflessione e rifrazione, l'angolo di Brewster e l'angolo limite sono derivati dalle condizioni al contorno per i dielettrici.
- Le condizioni per l'interferenza (esperimento di Young) e il fenomeno della diffrazione da una fenditura sono descritte.
- La relazione tra polarizzazione e campo elettrico in un dielettrico è analizzata attraverso un modello atomico.
- Le velocità di fase e di gruppo di un'onda elettromagnetica sono definite e le loro proprietà discusse.