Programma del corso di Complementi di Fisica per Geofisica e Geofisica applicata

 

I MODULO

 

1)      La corda vibrante (Smirnoff Vol.2)

 

2)      Serie e Trasformate di Fourier

 

 

3)      Elementi di teoria dei campi

o      campi scalari

o      campi vettoriali

o      Teorema di Gauss

o      Divergenza di un campo

o      Es. Campo di Velocità

o      Rotazione di un campo

o      Operatori differenziali vettoriali

o      Prodotti notevoli

o      Potenziale gravitazionale

o      Soluzione delle equazioni di campo

 

4)      Solidi (Kittel+Dispense)

o       Deformazioni

o       Legge di Hooke

o       Tensore degli sforzi

o       Solido isotropo e omogeneo

o       Oscillazioni di un solido isotropo e omogeneo

§     onde s e onde p

 

5)      La trasmissione del calore (Dispense+Turcotte)

 

 

6)      Richiami di Termodinamica (Fermi)

 

 

7)      Fluidodinamica (Kundu-Cohen & Landau-Lifchitz)

o       I fluidi ideali: Equazione di continuità

o       punti di vista Lagrangiano ed Euleriano

o       Equazone di Eulero

o       Tensione Superficiale

o       Equazione di Bernoulli (conservazione dell'energia)

o       viscosità, trattamento qualitativo

§         Flussi di Couette

§         Legge di Poiseuille

o       Equazioni costitutive di un fluido Newtoniano

o       Equazioni di Navier-Stokes

o       Lavoro di deformazione e dissipoazione viscosa

o       Equazione di Bernoulli (trattazione completa)

o       Approssimazione di Boussineq

o       Convezione nell'approssimazione di Boussineq

§         moto rispetto allo stato stazionario

§         Numero di Rayleigh e di Prandtl

o       leggi di Similarità e parametri adimensionali

§         Numero di Reynolds

§         Numero di Froude

§         Numero di Strouhel

§         Numero di Mach

§         Analisi dimensionale e teorema di Buckingham

II MODULO

 

8)      Elettrodinamica nei materiali (Jackson - Aschcroft-Mermin)

-         Richiami di Elettrostatica nel vuoto

·        divergenza e rotore del campo elettrico nel vuoto

·        Potenziale elettrico

·        Potenziale dello strato di dipolo

·        Energia del campo elettrico

-         Dielettrici

·        Costante dielettrica relativa

·        Vettori induzione elettrica e polarizzazione

·        Suscettività dielettrica

·        Polarizzazione per deformazione

·        Energia elettrostatica nei mezzi dielettrici

·        Passaggio fra due dielettrici

·        Polarizzazione per orientamento e legge di Langevin

·        Polarizzabilità e relazione di Clausius-Mossotti

·        Polarizzabilità elettroniche e Molecolari vs frequenza

·        Teoria del campo locale in un cristallo

·        Piroelettricità

·        Transizioni di fase strutturali e cenni su ferroelettricità

·        Catastrofe di polarizzazione e temperatuta di Curie.

-         Conduzione elettrica

·        Teoria di Drude: conducibilità nei metalli

·        Passaggio di corrente nei gas

·        Lavoro meccanico della corrente e legge di Joule

·        Effetti termo-elettrici

·        Conducibilità vs frequenza

·        Conducibilità nei materiali semiconduttori

 

-         Richiami di magnetismo nel vuoto (Jackson)

·        Legge di Ampère

·        Legge di Biot-Savart

·        Forza fra circuiti percorsi da corrente

·        Divergenza e rotore del vettore induzione magnetica B

·        Legge della circuitazione di Ampère

·        Forza di Lorenz e effetto Hall nella teoria di Drude

·        Potenziale vettore e gauge di Coulumb

·        Forza agente su una spira percorsa da corrente in un campo

·        Momento magnetico

·        Campo magnetico di una distribuzione localizzata di corrente

·        Momento magnetico vs Momento Angolare

·        Forza e momento della forza su una distr. localizzata di corrente

·        Legge di Faraday dell'induzione

·        Energia del campo magnetico

·        induzione mutua e autoinduzione

·        Campo quasi-statico nei conduttori: Eq_ne di diffusione

·        Diffusione del campo magnetico nei conduttori

 

-         Magnetismo nella materia  (Jackson - Amaldi - Kittel)

·        Magnetizzazione e Suscettività magnetica - Il campo magnetico H

·        Precessione di Larmor e Magnetone di Bohr

·        Polarizzabilità e costante Dielettrica relativa - diamagnetismo

·        Paramagnetismo

·        teoria classica - Langevin

·        Cenni di teoria quantistica: Sistema a due stati; costante di Curie

·        Ferromagnetismo

1.      Ciclo di isteresi

2.      Temperatura di Curie

-         Equazioni di Maxwell (Jackson - Griffiths)

·        Corrente di Spostamento

·        dalle Eq. di Maxwell all'eq. delle Onde per il Potenziale Vettore

·        Gauge di Lorenz

·        Eq.ne delle onde per J, B ed E

·        Funzione di Green per l'eq. delle onde; Eq. di Helmoltz disomogenea

·        Teorema di Poynting nei mezzi omogenei e lineari                

·        Impulso di un campo E.M.

·        Soluzione ad onde piane: Impedenza caratteristica

·        Legge di riflessione e rifrazione

·        Equazioni di Maxwell per sistemi dispersivi: Eq.ne Telegrafisti

 

 

BIBLIOGRAFIA

 

Amaldi: Edoardo Amaldi Fisica Generale parte II, Veschi Ed. 1983 (anche E. Amaldi,  R. Bizzarri, G. Pizzella - Fisica generale. Elettromagnetismo. Relatività. Ottica, Zanichelli 1986)

 

Ashcroft: Neil W. Aschcroft, N. David Mermin - Solid State Physics, HRW International Editions 1981

 

Fermi: Enrico Fermi - Termodinamica, Bollati-Boringhieri 1977

 

Griffiths: David J Griffiths - Introduction to Electrodynamics, Prentice Hall 1999

 

Jackson: David Jackson - Classical Electrodynamics, John Wiley & Sons 1988

 

Kittel: Charles Kittel - Introduction to Solid State Physics, John Wiley & Sons 1996

 

Kundu-Cohen: Pijush K. Kundu, Ira M. Cohen - Fluid Mechanics, Elsevier Science 1990

 

Landau: Lev D. Landau, Evgenij M. Lifschitz

            - Elettrodinamica dei mezzi continui, Ed. Riuniti

            - Fluid Mechanics, Pergamon Press 1987

 

Smirnov: Vladimir I. Smirnov - Corso di matematica superiore Vol. 2, Editori Riuniti 1981.

 

Turcotte: Donald L. Turcotte,  Gerald Shubert  - Geodynamics,  Cambridge university Press 2002