Equazioni di Maxwell

E' il momento della sintesi finale. Così come un campo magnetico è in grado di creare un campo elettrico, per simmetria, dovrebbe accadere anche l’opposto. La formalizzazione di questa importante osservazione è alla base dello straordinario lavoro di Maxwell.

Prerequisiti

  • Onde e oscillazioni
  • Caratteristiche generali della propagazione delle onde
  • Onde stazionarie
  • Interferenza e diffrazione delle onde
  • La legge della riflessione
  • La legge della rifrazione e suo legame con la velocità di propagazione
  • La risonanza

Conoscenze (contenuti)

  • Relazione tra campi elettrici e magnetici variabili
  • La corrente di spostamento
  • Sintesi dell’elettromagnetismo: le equazioni di Maxwell
  • Onde elettromagnetiche piane e loro proprietà
  • La polarizzazione delle onde elettromagnetiche
  • L’energia e l’impulso trasportato da un’onda elettromagnetica
  • Cenni sulla propagazione della luce nei mezzi isolanti, costante dielettrica e indice di rifrazione
  • Lo spettro delle onde elettromagnetiche
  • La produzione delle onde elettromagnetiche
  • Le applicazioni delle onde elettromagnetiche nelle varie bande di frequenza

Abilità

  • Illustrare le implicazioni delle equazioni di Maxwell nel vuoto espresse in termini di flusso e circuitazione
  • Discutere il concetto di corrente di spostamento e il suo ruolo nel quadro complessivo delle equazioni di Maxwell
  • Calcolare le grandezze caratteristiche delle onde elettromagnetiche piane
  • Applicare il concetto di trasporto di energia di un’onda elettromagnetica
  • Descrivere lo spettro elettromagnetico ordinato in frequenza e in lunghezza d’onda
  • Illustrare gli effetti e le principali applicazioni delle onde elettromagnetiche in funzione della lunghezza d'onda e della frequenza

Competenze settoriali

  • Essere in grado di collegare le equazioni di Maxwell ai fenomeni fondamentali dell’elettricità e del magnetismo e viceversa
  • Saper riconoscere il ruolo delle onde elettromagnetiche in situazioni reali e in applicazioni tecnologiche