Il corso affronta le tematiche dell'elettromagnetismo e dell'ottica, fornendo le nozioni che risultano utili per affrontare insegnamenti di fisica di base, a partire dalla comprensione del metodo sperimentale per poi mostrare le grandezze fondamentali e loro relazioni in tali ambiti, imparando a identificarle, distinguerle e utilizzarle.
Gli argomenti affrontati relativamente all'elettromagnetismo sono, divisi per settimane:
· campo elettrico, conduttori, condensatori e materiali dielettrici
· corrente elettrica, campo magnetico e materiali magnetici
mentre per l'ottica si ha
· onde elettromagnetiche, ottica geometrica e ottica ondulatoria
con un'ultima settimana di accenno alla fisica moderna.
All’interno di ogni settimana si trovano video relativi a lezioni, esercizi ed approfondimenti su alcuni argomenti, nonché quiz a risposta chiusa allo scopo di fornire allo studente l’opportunità di un primo feedback di auto-valutazione. Ognuna delle tematiche si chiude poi con un quiz riepilogativo per verificare l’acquisizione delle nozioni presentate.
Nello studio della meccanica si introducono dei fenomeni che la stessa meccanica non spiega, ad esempio la forza d’attrito o la forza elastica; per una loro spiegazione a livello fondamentale è necessario approfondire un altro aspetto della fisica, l’elettromagnetismo, in particolare l’elettrostatica 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.
What's included
25 videos4 assignments
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25 videos•Total 153 minutes
Introduzione al corso•1 minute
Introduzione all'elettromagnetismo•1 minute
Carica elettrica e forza di Coulomb•5 minutes
Campo elettrico•5 minutes
Linee di forza•4 minutes
Principio di sovrapposizione (exe)•7 minutes
Atomo di idrogeno (exe)•6 minutes
Confronto con forza gravitazionale (exe)•5 minutes
La corrente elettrica è 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’applicazione 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 è 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.
What's included
23 videos4 assignments
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23 videos•Total 150 minutes
Corrente elettrica - Parte 1•6 minutes
Corrente elettrica - Parte 2•4 minutes
Leggi di Ohm e legge di Joule - Parte 1•6 minutes
Leggi di Ohm e legge di Joule - Parte 2•5 minutes
Carica del condensatore (exe)•8 minutes
Effetto Joule (exe)•6 minutes
Campo magnetico e teorema di Gauss - Parte 1•4 minutes
Campo magnetico e teorema di Gauss - Parte 2•5 minutes
Forza di Lorentz•5 minutes
Moto di una carica•6 minutes
Legge di Biot-Savart•7 minutes
Teorema di Ampère•6 minutes
Forza di Laplace (exe)•6 minutes
Spira percorsa da corrente (exe)•9 minutes
Campo magnetico di una spira (exe)•7 minutes
Selettore di velocità (exe)•7 minutes
Effetto Hall (exe)•8 minutes
Teorema di Ampère (exe)•7 minutes
Dipolo magnetico•6 minutes
Materiali magnetici•7 minutes
Induzione elettromagnetica•11 minutes
Corrente di spostamento•9 minutes
Celle fotovoltaiche•6 minutes
4 assignments•Total 120 minutes
Corrente elettrica•30 minutes
Campo magnetico•30 minutes
Induzione•30 minutes
Elettromagnetismo•30 minutes
Ottica
Module 3•3 hours to complete
Module details
Quando i campi elettrico o magnetico non sono più statici, le interazioni che nascono sono variabili nel tempo e portano alla nascita delle onde elettromagnetiche, o radiazione. Non ha quindi più senso parlare separatamente di campo elettrico e magnetico, ma piuttosto di un campo elettromagnetico. L’ottica è la disciplina che studia la propagazione della radiazione (non solo quella visibile) e il suo comportamento nell’interazione con la materia: tale comportamento dipende dalla relazione tra la lunghezza d’onda della radiazione e la dimensione caratteristica degli ostacoli incontrati, e si può suddividere in ottica geometrica o ottica ondulatoria.
What's included
19 videos3 assignments
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19 videos•Total 110 minutes
Introduzione all'ottica•1 minute
Equazioni di Maxwell•5 minutes
Onde elettromagnetiche•6 minutes
Indice di rifrazione•5 minutes
Spettro elettromagnetico•5 minutes
Ottica geometrica•3 minutes
Riflessione e rifrazione•5 minutes
Diffusione•3 minutes
Legge di Snell (exe)•5 minutes
Riflessione interna totale (exe)•7 minutes
Diffusione nel cielo (exe)•7 minutes
Interferenza•6 minutes
Diffrazione•7 minutes
Polarizzazione•8 minutes
Trattamento antiriflesso (exe)•8 minutes
Interferenza da due sorgenti (exe)•8 minutes
Interferenza ed effetto Moiré (exe)•7 minutes
Diffrazione da apertura circolare (exe)•8 minutes
Luce di sincrotrone•5 minutes
3 assignments•Total 90 minutes
Onde elettromagnetiche•30 minutes
Ottica geometrica•30 minutes
Ottica ondulatoria•30 minutes
Fisica Moderna
Module 4•1 hour to complete
Module details
La fisica classica rende conto dell’osservazione 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’acustica (la fisica del suono), l’elettromagnetismo (la fisica della radiazione), l’ottica (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’intimo della materia e analizza i suoi costituenti fondamentali.
What's included
9 videos1 assignment
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9 videos•Total 50 minutes
Introduzione alla fisica moderna•1 minute
Corpo nero•4 minutes
Effetto fotoelettrico•6 minutes
Struttura dell'atomo•5 minutes
Dualismo onda-particella•7 minutes
Principio di indeterminazione•5 minutes
Effetto fotoelettrico (exe)•6 minutes
Livelli energetici dell'atomo di idrogeno - Parte 1 (exe)•9 minutes
Livelli energetici dell'atomo di idrogeno - Parte 2 (exe)•6 minutes
1 assignment•Total 30 minutes
Fisica moderna•30 minutes
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Politecnico di Milano is a scientific-technological University, which trains engineers, architects and industrial designers.
From 2014 Politecnico di Milano started the release of several MOOCs, developed by the service for digital learning METID (Methods and Innovative Technologies for Learning), giving everybody the chance to enhance personal skills.
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