ELETTRODINAMICA E GRAVITAZIONE

Fisica ELETTRODINAMICA E GRAVITAZIONE

0522600004
DIPARTIMENTO DI FISICA "E.R. CAIANIELLO"
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
FISICA
2016/2017

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 1
ANNO ORDINAMENTO 2014
PRIMO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
648LEZIONE
Obiettivi
L'INSEGNAMENTO INTENDE FORNIRE, IN MODO CONCISO E ADATTO ALLE APPLICAZIONI, LA CONOSCENZA DI ALCUNI MACRO-ARGOMENTI DI PARTICOLARE RILEVANZA NELL'AMBITO DELLA FISICA TEORICA AVANZATA.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
L'INSEGNAMENTO INTENDE INTRODURRE GLI STUDENTI AI FONDAMENTI DELL'ELETTRODINAMICA (ELETTROMAGNETISMO NELLA SUA COMPLETA FORMULAZIONE RELATIVISTICA) E AI PRIMI ELEMENTI DELLA GRAVITAZIONE RELATIVISTICA, SOTTOLINEANDONE LE DIFFERENZE, LE ANALOGIE E LE APPLICAZIONI.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
L'OBIETTIVO È RENDERE LO STUDENTE IN GRADO DI PADRONEGGIARE NOZIONI TEORICHE E APPLICAZIONI NEGLI AMBITI DISCIPLINARI SUDDETTI, IN MANIERA CHE SIA PRONTO AD UN EVENTUALE INSERIMENTO IN ISTITUZIONI DI RICERCA, SIA NAZIONALI CHE INTERNAZIONALI, MA ANCHE CHE SIA IN GRADO DI SFRUTTARE LE CONOSCENZE ACQUISITE IN AMBITI LAVORATIVI DI ALTRO TIPO.
Prerequisiti
SONO RICHIESTE LE CONOSCENZE ACQUISITE NELL'AMBITO DELLA LAUREA TRIENNALE IN FISICA, CON PARTICOLARE RIFERIMENTO AGLI ARGOMENTI FONDAMENTALI DI ANALISI MATEMATICA, GEOMETRIA, FISICA GENERALE, DINAMICA LAGRANGIANA E HAMILTONIANA, RELATIVITÀ SPECIALE, MECCANICA QUANTISTICA.
Contenuti
1) ELETTRODINAMICA:
RELATIVITA' SPECIALE. TRASFORMAZIONI DI LORENTZ. GENERATORI DEI BOOSTS E ROTAZIONI. PRECESSIONE DI THOMAS. EQUAZIONI DI MAXWELL. FOMRULAZIONE COVARIANTE DELLE EQUAZIONI DI MAXWELL. TRASFORMAZIONI DI GAUGE DEL CAMPO ELETTROMAGNETICO. TENSORE ELETTROMAGNETICO. TRASFORMAZIONI DI LORENTZ DEI CAMPI ELETTROMAGNETICI. CAMPI GENERATI DA PARTICELLE CARICHE. CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI IN BOOSTED FRAMES. EQUAZIONE DEL MOTO DI PARTICELLE CON SPIN. DERIVAZIONE COVARINATE DELL'EQUAZIONE DEL MOTO DI LORENTZ. MOTO DI PARTICELLE IN CAMPI ELETTROMAGNETICI. LAGRANGIANA DEL CAMPO ELETTROMAGNETICO. EQUAZIONI DI MAXWELL DERIVATE COL FORMALISMO LAGRANGIANO. ENERGIA-IMPULSO DEL CAMPO ELETTROMAGNETICO. HAMILTONIANA DI PARTICELLE CARICHE IN UN CAMPO ELETTROMAGNETICO. EQUAZIONI D'ONDA DEL 4-POTENZIALE. SOLUZIONI DELL'EQUAZIONE D'ONDA IN FORMA COVARIANTE. FUNZIONI DI GREEN. FUNZIONI DI GREEN RITARDATE E AVANZATE. CORRENTI CARICHE IN FORMA COVARIANTE. POTENZIALI DI LIENARD-WIECHERT. RADIAZIONE EMESSA DA UNA PARTICELLA CARICA. FORMULA DI LARMOR E SUA GENERALIZZAZIONE COVARIANTE. DISTRIBUZIONE ANGOLARE DELL'ENERGIA/POTENZA EMESSA DA PARTICELLE CARICHE. SCETTERING DI THOMAS. RADIAZIONE CERENKOV.

2) GRAVITAZIONE E RELATIVITÀ GENERALE:
NOZIONI PRELIMINARI: TRASPORTO PARALLELO DI UN VETTORE IN SPAZI-TEMPI CURVI. DERIVATA COVARIANTE. DIFFEOMORFISMI. PROPRIETÀ DEI TENSORI. MASSA INERZIALE E MASSA GRAVITAZIONALE. IL CONCETTO DI FORZA NELLA FISICA DI NEWTON. IL CONCETTO DI GEODETICA. EQUAZIONI DELLE GEODETICHE. SIMBOLI DI CHRISTOFFEL. CONNESSIONI. SISTEMI DI RIFERIMENTO INERZIALI LOCALI. EQUAZIONI DELLE GEODETICHE DERIVATE DA PRINCIPI VARIAZIONALI. EQUAZIONI DELLE GEODETICHE DERIVATE DALLE TRASFORMAZIONI GENERALI DI COORDINATE. SISTEMI DI COORDINATE PER OSSERVATORI ACCELERATI. RIFERIMENTI IN CADUTA LIBERA. IL PRINCIPIO DI EQUIVALENZA. IL TENSORE DI RIEMANN E RICCI. CURVATURA SCALARE. IL TENSORE DI EINSTEIN. IL TENSORE ENERGIA-MOMENTO DELLA MATERIA. PROPRIETÀ DEL TENSORE DI RIEMANN E EINSTEIN. EQUAZIONI DI CAMPO DI EINSTEIN. L'APPROSSIMAZIONE DI CAMPO DEBOLE. ONDE GRAVITAZIONALI (CENNI). SOLUZIONE DI SCHWARZSCHILD E BUCHI NERI. APPLICAZIONI DELLA RELATIVITÀ GENERALE: LENSING GRAVITAZIONALE, RITARDO TEMPORALE DI SHAPIRO, EFFETTO HULSE-TAYLOR (ENERGIA GRAVITAZIONALE EMESSA DA UN SISTEMA BINARIO), GPS (CENNI). IL MODELLO COSMOLOGICO STANDARD. PRINCIPIO COSMOLOGICO. LE EQUAZIONI COSMOLOGICHE DELL'UNIVERSO DI FRIEDMANN-ROBERTSON-WALKER. EQUAZIONE DI STATO. ETÀ DELL'UNIVERSO (ERE DOMINATE DALLA RADIAZIONE E MATERIA). LA COSTANTE COSMOLOGICA. MATERIA OSCURA E ENERGIA OSCURA (CENNI).
Metodi Didattici
IL CORSO VIENE SVOLTO IN LEZIONI FRONTALI, CURANDO IN MODO PARTICOLARE METODO, DIMOSTRAZIONI ED APPLICAZIONI. L'INTENTO E' FORNIRE AGI STUDENTI CONOSCENZE SPECIFICHE PER FORMULARE MODELLI PER LA DESCRIZIONE DI FENOMENI FISICI, SVOLGERE ATTIVITA' DI RICERCA IN ALTRE UNIVERSITA' ED ENTI DI RICERCA.
Verifica dell'apprendimento
ESAME ORALE CHE CONSISTE IN UN COLLOQUIO SUGLI ARGOMENTI DEL PROGRAMMA PER VERIFICARE CHE LO STUDENTE ABBIA COMPRESO I CONTENUTI DEL CORSO E ABBIA ACQUISITO CAPACITA' DI GIUDIZIO CRITICO AUTONOMO.
Testi
L.D. LANDAU, E.M. LIFSHITZ, "TEORIA DEI CAMPI", ED.RIUNITI
J.D. JACKSON, "ELETTRODINAMICA CLASSICA", ZANICHELLI
S. WEINBERG, "GRAVITATION AND COSMOLOGY", WILEY
C.W. MISNER, K.S. THORNE, J.A. WHEELER, "GRAVITATION", FREEMAN & CO.
R. D’INVERNO, "INTRODUCING EINSTEIN'S RELATIVITY", CLARENDON PRESS
G. VILASI, "HAMILTONIAN DYNAMICS", WORLD SCIENTIFIC
Altre Informazioni
LA PRESENZA DEGLI STUDENTI AL CORSO È FORTEMENTE CONSIGLIATA. LO STUDENTE È INOLTRE INVITATO A CONTATTARE IL DOCENTE PER INCONTRI (ANCHE AL DI FUORI DEGLI ORARI DI RICEVIMENTO) PER ULTERIORI CHIARIMENTI DEGLI ARGOMENTI TRATTATI AL CORSO.
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2019-03-11]