DALMINE
Dati Generali
Periodo di attività
Syllabus
Obiettivi Formativi
Il corso è progettato per fornire agli studenti conoscenze fondamentali e abilità pratiche nell'ambito dell'elettrodinamica classica, con particolare attenzione alle equazioni di Maxwell e alle loro applicazioni. Al termine del corso, gli studenti dovranno:
1. **Comprendere i principi fondamentali**: Afferrare i concetti di base dell'elettrostatica e del magnetismo, tra cui la legge di Coulomb, i campi elettrici, la legge di Gauss e la legge di Biot-Savart. Comprendere la derivazione e le implicazioni delle equazioni di Maxwell nel vuoto e nei mezzi materiali.
2. **Sviluppare la capacità di risolvere problemi**: Applicare metodi matematici per risolvere problemi elettrodinamici, compreso l'uso delle equazioni di Poisson e di Laplace e le tecniche di calcolo dei campi elettrici e magnetici in varie configurazioni.
3. **Analizzare i fenomeni elettromagnetici**: Descrivere il comportamento delle onde elettromagnetiche, la loro propagazione in diversi mezzi e il loro ruolo in applicazioni tecnologiche come le telecomunicazioni e l'ottica.
4. **Applicare le conoscenze teoriche**: Utilizzare modelli teorici per analizzare situazioni fisiche, prevedere i risultati ed eseguire calcoli che incorporino approssimazioni appropriate e dati empirici.
5. **Pensare in modo critico**: Combinare conoscenze teoriche e fattuali per formare argomentazioni coerenti, risolvere problemi complessi e prendere decisioni informate in contesti nuovi o sconosciuti.
Prerequisiti
Questo corso presuppone una conoscenza preliminare di diverse aree chiave della fisica e della matematica, fondamentali per una comprensione completa dell'elettrodinamica classica. Gli studenti devono aver completato Fisica 1, che comprende i concetti fondamentali della meccanica classica. Questo background è essenziale per comprendere le interazioni dinamiche e le forze discusse in questo corso.
Inoltre, gli studenti dovranno aver completato Analisi 1.
È utile anche la familiarità con i concetti del calcolo integrale, come i teoremi di Gauss e Stokes. Questi teoremi saranno brevemente rivisti durante il corso per aiutare l'applicazione dei concetti teorici ai fenomeni fisici.
La conoscenza dell'italiano è necessaria in quanto il corso si svolgerà in questa lingua, garantendo una comunicazione chiara e la comprensione di termini e concetti scientifici complessi.
Metodi didattici
1. **Insegnamento alla lavagna**: Per introdurre i concetti teorici di base e i principi fondamentali necessari per il corso si utilizzano ore concentrate e minime dedicate all'insegnamento tradizionale alla lavagna.
2. **Risoluzione dei problemi**:
- **Sessioni di esercitazione**: Sessioni programmate regolarmente in cui gli studenti applicano i concetti per risolvere problemi ed esercizi, migliorando la loro comprensione pratica e le loro capacità di applicazione.
- **Tutoraggio**: Supporto personalizzato fornito per aiutare gli studenti ad affrontare problemi impegnativi e a chiarire dubbi, garantendo una comprensione più approfondita del materiale.
- **Tutoraggio supplementare nell'ambito del Programma di qualità dell'insegnamento**: Sessioni di tutoraggio aggiuntive fornite come parte di un programma di miglioramento della qualità, che offre ulteriore assistenza e opportunità di arricchimento per garantire che gli studenti eccellano nella risoluzione dei problemi.
Verifica Apprendimento
**Formato e svolgimento dell'esame**
Il corso incorpora un solido sistema di valutazione attraverso cinque esami scritti all'anno, ognuno dei quali è stato meticolosamente creato per misurare la comprensione e l'applicazione dei concetti chiave discussi nelle lezioni e nelle sessioni di risoluzione dei problemi. Gli esami sono progettati con domande aperte che sfidano gli studenti a dimostrare sia le loro conoscenze teoriche che le loro capacità pratiche di risoluzione dei problemi.
**Materiale e preparazione**
Prima dell'esame, gli studenti possono portare con sé materiali specifici che li aiutino nei calcoli e nelle risposte. Questi includono:
- **calcolatrice scientifica non programmabile**: Indispensabile per eseguire calcoli che richiedono più dell'aritmetica di base.
- **Formulario**: Viene fornito un formulario predeterminato per garantire che tutti gli studenti abbiano lo stesso accesso alle formule e ai dati necessari, mantenendo l'equità nell'esame.
**Struttura dell'esame**
Ogni sessione d'esame è strutturata come segue:
- **Assegnazione del tempo**: Ogni studente ha a disposizione 'n' minuti per completare l'esame. Questa durata è scelta con cura in base alla complessità e al numero di domande, per garantire un tempo sufficiente per risposte ponderate.
- **Numero di domande**: L'esame consiste in 'm' domande. Ogni domanda è pensata per sondare un aspetto diverso del materiale del corso, garantendo una copertura completa del programma.
- Formato delle domande**: Gli studenti devono risolvere tutte le domande mostrando chiaramente tutti i passaggi su un foglio protocollo. Si raccomanda l'uso del maiuscolo per migliorare la leggibilità delle risposte.
**Invio delle risposte e marcatura**
Durante l'esame, gli studenti devono attenersi a specifiche istruzioni per la registrazione delle risposte:
- **Lavoro dettagliato**: Ogni fase del processo di soluzione deve essere scritta chiaramente. Questo non solo facilita il processo di valutazione, ma permette anche agli esaminatori di comprendere il processo di pensiero e l'approccio alla soluzione dei problemi dello studente.
- **Registrazione del risultato**: Il risultato di ogni domanda deve essere scritto nell'apposito spazio sul foglio d'esame, indicando chiaramente il voto corretto e l'unità. Questo aiuta a valutare le risposte in modo rapido e accurato.
- **Assegnazione del punteggio**: I punteggi indicati sul documento d'esame sono indicativi di quanto gli esaminatori prevedono di assegnare per ogni domanda. È importante notare che il punteggio totale può superare il 100%, a causa della possibilità che gli studenti ottengano punti bonus per soluzioni eccezionali o per aver dimostrato una comprensione superiore.
Contenuti
1. **Elettrostatica**
- Legge di Coulomb e legge di Gauss per i campi elettrici
- Potenziale elettrico
- Condensatori e capacità
- Movimento delle cariche in un campo elettrico
2. **Correnti e circuiti**
- Legge di Ohm
- Circuiti con resistenze e condensatori
- Condensatori con dielettrici e fenomeni di polarizzazione
3. **Magnetismo**
- Legge di Lorentz, Legge di Ampere e Legge di Biot-Savart
- Forze magnetiche sui fili percorsi da corrente
- Legge di Faraday e induzione magnetica
- Induttanza
- Circuiti a corrente alternata
- Magnetismo nei materiali
4. **Elettromagnetismo**
- Equazioni di Maxwell nel vuoto e onde elettromagnetiche
- Breve panoramica sull'ottica
Altre informazioni
Proficiency in Italian is essential for students to accurately understand lectures, readings, and other instructional materials.