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Introduzione alla fisica sperimentale: elettromagnetismo, ottica, fisica moderna
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Maurizio Zani

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  • Toccando i temi dell鈥檈lettromagnetismo e dell鈥檕ttica, il corso offre un鈥檕pportunit脿 per prepararsi all鈥檌ngresso all鈥檜niversit脿

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Nello studio della meccanica si introducono dei fenomeni che la stessa meccanica non spiega, ad esempio la forza d鈥檃ttrito o la forza elastica; per una loro spiegazione a livello fondamentale 猫 necessario approfondire un altro aspetto della fisica, l鈥檈lettromagnetismo, in particolare l鈥檈lettrostatica e la magnetostatica. Il termine statica si riferisce al fatto che tali fenomeni verranno analizzati solamente in condizioni di campo costante, ossia distribuzioni costanti di carica per il campo elettrico e correnti costanti per il campo magnetico; questo consente di separare analiticamente l'elettromagnetismo nelle due formulazioni, descrivendo due fenomenologie che sembrano differenti e non correlate, cosa non permessa per campi variabili nel tempo.

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La corrente elettrica 猫 costituita da un flusso ordinato di cariche elettriche, ed i suoi effetti sono noti e presenti in diversi ambiti: dall'effetto termico (in cui il passaggio di corrente in un conduttore ne produce il riscaldamento per effetto Joule) all'effetto biologico (l鈥檃pplicazione di una corrente elettrica causa la contrazione delle fibre muscolari) passando per l'effetto magnetico (un circuito percorso da corrente elettrica crea un campo magnetico, che 猫 in grado di sviluppare una forza magnetica su cariche in moto). Come per il campo elettrico, anche per il campo magnetico vengono poi analizzate alcune configurazioni di sorgenti (in questo caso le correnti elettriche, per il campo elettrico erano le cariche) che determinano il campo ed altre che il campo lo subiscono.

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Quando i campi elettrico o magnetico non sono pi霉 statici, le interazioni che nascono sono variabili nel tempo e portano alla nascita delle onde elettromagnetiche, o radiazione. Non ha quindi pi霉 senso parlare separatamente di campo elettrico e magnetico, ma piuttosto di un campo elettromagnetico. L鈥檕ttica 猫 la disciplina che studia la propagazione della radiazione (non solo quella visibile) e il suo comportamento nell鈥檌nterazione con la materia: tale comportamento dipende dalla relazione tra la lunghezza d鈥檕nda della radiazione e la dimensione caratteristica degli ostacoli incontrati, e si pu貌 suddividere in ottica geometrica o ottica ondulatoria.

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La fisica classica rende conto dell鈥檕sservazione quotidiana dei fenomeni legata ai nostri sensi, da cui le sue branche: la meccanica (la fisica del moto), la gravitazione (la fisica planetaria), la termodinamica (la fisica del calore), l鈥檃custica (la fisica del suono), l鈥檈lettromagnetismo (la fisica della radiazione), l鈥檕ttica (la fisica della luce). A partire dal secolo scorso (da cui il nome di fisica moderna) alcune osservazioni portano a rivedere alcuni concetti, in particolare con la fisica relativistica nel caso di moti particolarmente veloci, con la fisica quantistica quando si osservano fenomeni su scale dimensionali molto piccole, e con la fisica atomica che penetra nell鈥檌ntimo della materia e analizza i suoi costituenti fondamentali.

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