La fisica di Feynman - Edizione Millennium, Vol. 2 • Elettromagnetismo • Materia 2

Gli Autori Prefazione a La Fisica di Feynman - Edizione Millennium Prefazione alla prima edizione italiana Introduzione di Feynman Indice 01 Elettromagnetismo 1.1 Le forze elettriche 1.2 Campi elettrici e magnetici 1.3 Caratteristiche dei campi vettoriali 1.4 Le leggi dell’elettromagnetismo 1.5 Cosa sono i campi? 1.6 L’elettromagnetismo nella scienza e nella tecnica 02 Calcolo differenziale dei campi vettoriali 2.1 Come capire la fisica 2.2 Campi scalari e vettoriali: T e h 2.3 Derivate dei campi. Il gradiente 2.4 L’operatore ∇ 2.5 Operazioni con ∇ 2.6 L’equazione di erenziale del flusso di calore 2.7 Derivate seconde dei campi vettoriali 2.8 Trabocchetti 03 Calcolo integrale dei vettori 3.1 Integrali dei vettori. L’integrale di linea di ∇ψ 3.2 Il flusso di un campo vettoriale 3.3 Il flusso uscente da un cubetto. Il teorema di Gauss 3.4 Conduzione del calore. L’equazione di di usione 3.5 La circuitazione di un campo vettoriale 3.6 La circuitazione intorno a un quadrato. Il teorema di Stokes 3.7 Campi con rotore nullo e a divergenza nulla 3.8 Riassunto 04 Elettrostatica 4.1 Statica 4.2 Legge di Coulomb. Sovrapposizione degli e etti 4.3 Potenziale elettrico 4.4 E = −∇φ 4.5 Il flusso di E 4.6 Legge di Gauss. La divergenza di E 4.7 Campo di una sfera di carica 4.8 Linee di campo e superfici equipotenziali 05 Applicazioni della legge di Gauss 5.1 L’elettrostatica è la legge di Gauss, più... 5.2 Equilibrio in un campo elettrostatico 5.3 Equilibrio in presenza di conduttori 5.4 Stabilità degli atomi 5.5 Il campo di una carica lineare 5.6 Singola lamina carica e doppia lamina carica 5.7 Sfera carica e guscio sferico carico 5.8 Il campo di una carica puntiforme varia esattamente come 1/r2? 5.9 I campi di un conduttore 5.10 Il campo nella cavità di un conduttore 06 Il campo elettrico in varie circostanze (1) 6.1 Equazioni per il potenziale elettrostatico 6.2 Il dipolo elettrico 6.3 Osservazioni sulle equazioni vettoriali 6.4 Il potenziale del dipolo come un gradiente 6.5 L’approssimazione dipolare per una distribuzione arbitraria 6.6 I campi dovuti a conduttori carichi 6.7 Il metodo delle immagini 6.8 Una carica puntiforme vicino a un piano conduttore 6.9 Una carica puntiforme vicino a una sfera conduttrice 6.10 Condensatori a lastre parallele 6.11 Scariche a potenziali elevati 6.12 Il microscopio a emissione di campo 07 Il campo elettrico in varie circostanze (2) 7.1 Metodi per trovare il campo elettrostatico 7.2 Campi bidimensionali. Funzioni di variabile complessa 7.3 Oscillazioni nei plasmi 7.4 Particelle colloidali in un elettrolita 7.5 Il campo elettrostatico di una griglia 08 Energia elettrostatica 8.1 L’energia elettrostatica delle cariche. Sfera uniformemente carica 8.2 L’energia elettrostatica di un condensatore. Forze su conduttori carichi 8.3 L’energia elettrostatica di un cristallo ionico 8.4 L’energia elettrostatica nei nuclei 8.5 L’energia nel campo elettrostatico 8.6 L’energia elettrostatica di una carica puntiforme 09 L’elettricità nell’atmosfera 9.1 Il gradiente del potenziale elettrico dell’atmosfera 9.2 Correnti elettriche nell’atmosfera 9.3 Origine delle correnti elettriche nell’atmosfera 9.4 I temporali 9.5 Il meccanismo della separazione delle cariche 9.6 Il fulmine 10 Dielettrici 10.1 La costante dielettrica 10.2 Il vettore di polarizzazione P 10.3 Le cariche di polarizzazione 10.4 Le equazioni dell’elettrostatica in presenza di dielettrici 10.5 Campi e forze in presenza di dielettrici 11 Dentro ai dielettrici 11.1 I dipoli molecolari 11.2 La polarizzazione elettronica 11.3 Molecole polari. Polarizzazione da orientazione 11.4 I campi elettrici nelle cavità di un dielettrico 11.5 La costante dielettrica dei liquidi. L’equazione di Clausius-Mossotti 11.6 I dielettrici solidi 11.7 Ferroelettricità. BaTiO3 12 Analogie con l’elettrostatica 12.1 Le stesse equazioni hanno le stesse soluzioni 12.2 Il flusso di calore. Una sorgente puntiforme vicina a un piano di separazione infinito 12.3 La membrana tesa 12.4 La di usione dei neutroni. Una sorgente sferica uniforme in un mezzo omogeneo 12.5 Il flusso irrotazionale dei fluidi. Il flusso intorno a una sfera 12.6 L’illuminazione uniforme di un piano 12.7 La «fondamentale unità» della natura 13 Magnetostatica 13.1 Il campo magnetico 13.2 La corrente elettrica. La conservazione della carica 13.3 La forza magnetica su una corrente 13.4 Il campo magnetico delle correnti stazionarie. La legge di Ampère 13.5 Il campo magnetico di un filo diritto e di un solenoide. Correnti atomiche 13.6 La relatività dei campi magnetici ed elettrici 13.7 La trasformazione delle correnti e delle cariche 13.8 Il principio di sovrapposizione. La regola della mano destra 14 Il campo magnetico in varie circostanze 14.1 Il potenziale vettore 14.2 Il potenziale vettore dovuto a correnti note 14.3 Un filo diritto 14.4 Un solenoide lungo 14.5 Il campo di una piccola spira. Il dipolo magnetico 14.6 Il potenziale vettore di un circuito 14.7 La legge di Biot e Savart 15 Il potenziale vettore 15.1 Le forze su una spira di corrente. Energia di un dipolo 15.2 Energia meccanica ed elettrica 15.3 L’energia delle correnti costanti 15.4 Confronto di B e A 15.5 Il potenziale vettore e la meccanica quantistica 15.6 Ciò che è vero in statica è sbagliato in dinamica 16 Correnti indotte 16.1 Motori e generatori 16.2 Trasformatori e induttanze 16.3 Le forze sulle correnti indotte 16.4 Elettrotecnica 17 Le leggi dell’induzione 17.1 La fisica dell’induzione 17.2 Eccezioni alla «regola del flusso» 17.3 Accelerazione di particelle per mezzo di un campo elettrico indotto. Il betatrone 17.4 Un paradosso 17.5 Il generatore di corrente alternata 17.6 Induttanza mutua 17.7 Autoinduzione 17.8 Induttanza ed energia magnetica 18 Le equazioni di Maxwell 18.1 Equazioni di Maxwell 18.2 Come funziona il nuovo termine 18.3 Tutto sulla fisica classica 18.4 Un campo che si propaga 18.5 La velocità della luce 18.6 Risoluzione delle equazioni di Maxwell. I potenziali e l’equazione delle onde 19 Il principio dell’azione minima 19.1 Una lezione speciale, quasi parola per parola 19.2 Una nota aggiunta dopo la lezione 20 Soluzioni delle equazioni di Maxwell nello spazio libero 20.1 Onde nello spazio libero; onde piane 20.2 Onde tridimensionali 20.3 L’immaginazione scientifica 20.4 Onde sferiche 21 Soluzioni delle equazioni di Maxwell in presenza di correnti e cariche 21.1 La luce e le onde elettromagnetiche 21.2 Onde sferiche generate da una sorgente puntiforme 21.3 La soluzione generale delle equazioni di Maxwell 21.4 I campi generati da un dipolo oscillante 21.5 I potenziali di una carica in moto. La soluzione generale di Liénard e Wiechert 21.6 I potenziali per una carica che si muove a velocità costante. La formula di Lorentz 22 Circuiti in CA 22.1 Impedenze 22.2 Generatori 22.3 Reti di elementi ideali. Regole di Kirchho 22.4 Circuiti equivalenti 22.5 Energia 22.6 Una rete a scala 22.7 Filtri 22.8 Altri elementi circuitali 23 Cavità risonanti 23.1 Elementi circuitali reali 23.2 Un condensatore alle alte frequenze 23.3 Una cavità risonante 23.4 I modi delle cavità 23.5 Cavità e circuiti risonanti 24 Guide d’onda 24.1 La linea di trasmissione 24.2 La guida d’onda rettangolare 24.3 La frequenza di taglio 24.4 La velocità delle onde guidate 24.5 Osservazione di onde guidate 24.6 Le guide d’onda come condutture 24.7 Modi delle guide d’onda 24.8 Un’altra maniera di considerare le onde guidate 25 L’elettrodinamica nella notazione relativistica 25.1 I quadrivettori 25.2 Il prodotto scalare 25.3 Il gradiente quadridimensionale 25.4 L’elettrodinamica nella notazione quadridimensionale 25.5 Il quadripotenziale di una carica in moto 25.6 L’invarianza delle equazioni dell’elettrodinamica 26 Trasformazioni di Lorentz dei campi 26.1 Il quadripotenziale di una carica in moto 26.2 I campi di una carica puntiforme a velocità costante 26.3 Trasformazione relativistica dei campi 26.4 Le equazioni del moto in notazione relativistica 27 Energia e impulso dei campi 27.1 Conservazione locale 27.2 Conservazione dell’energia ed elettromagnetismo 27.3 Densità e flusso d’energia nel campo elettromagnetico 27.4 L’ambiguità dell’energia del campo 27.5 Esempi di flusso d’energia 27.6 L’impulso del campo 28 Massa elettromagnetica 28.1 L’energia del campo di una carica puntiforme 28.2 L’impulso del campo di una carica in moto 28.3 La massa elettromagnetica 28.4 La forza di un elettrone su sé stesso 28.5 Tentativi di modificare la teoria di Maxwell 28.6 Il campo delle forze nucleari 29 Il moto delle cariche nei campi elettrici e magnetici 29.1 Moto in un campo uniforme elettrico o magnetico 29.2 Analisi secondo l’impulso 29.3 Una lente elettrostatica 29.4 Una lente magnetica 29.5 Il microscopio elettronico 29.6 Campi di guida negli acceleratori 29.7 Focheggiamento a gradiente alternato 29.8 Moto in campi elettrici e magnetici incrociati 30 La geometria interna dei cristalli 30.1 La geometria interna dei cristalli 30.2 Legami chimici nei cristalli 30.3 La crescita dei cristalli 30.4 I reticoli cristallini 30.5 Simmetrie in due dimensioni 30.6 Simmetrie in tre dimensioni 30.7 La resistenza meccanica dei metalli 30.8 Dislocazioni e crescita dei cristalli 30.9 Il modello cristallino di Bragg e Nye 31 Tensori 31.1 Il tensore della polarizzabilità 31.2 Trasformazione delle componenti di un tensore 31.3 L’ellissoide dell’energia 31.4 Altri tensori. Il tensore d’inerzia 31.5 Il prodotto vettoriale 31.6 Il tensore degli sforzi 31.7 Tensori di rango più elevato 31.8 Il quadritensore dell’impulso elettromagnetico 32 L’indice di rifrazione dei materiali densi 32.1 La polarizzazione della materia 32.2 Le equazioni di Maxwell in un dielettrico 32.3 Onde in un dielettrico 32.4 L’indice di rifrazione complesso 32.5 L’indice di un miscuglio 32.6 Onde nei metalli 32.7 Approssimazioni per le basse e per le alte frequenze. Profondità di penetrazione e frequenza del plasma 33 La riflessione sulle superfici 33.1 Riflessione e rifrazione della luce 33.2 Onde nei materiali densi 33.3 Le condizioni al contorno 33.4 L’onda riflessa e l’onda trasmessa 33.5 La riflessione sui metalli 33.6 La riflessione totale interna 34 Il magnetismo della materia 34.1 Diamagnetismo e paramagnetismo 34.2 Momenti magnetici e momento angolare 34.3 La precessione dei magneti atomici 34.4 Il diamagnetismo 34.5 Il teorema di Larmor 34.6 La fisica classica non prevede né il diamagnetismo né il paramagnetismo 34.7 Il momento angolare nella meccanica quantistica 34.8 L’energia magnetica degli atomi 35 Paramagnetismo e risonanza magnetica 35.1 Stati magnetici quantizzati 35.2 L’esperienza di Stern e Gerlach 35.3 Il metodo di Rabi dei raggi molecolari 35.4 Il paramagnetismo dei materiali in massa 35.5 Il ra reddamento per smagnetizzazione adiabatica 35.6 La risonanza magnetica nucleare 36 Ferromagnetismo 36.1 Le correnti di magnetizzazione 36.2 Il campo H 36.3 La curva di magnetizzazione 36.4 Induttanze con nucleo di ferro 36.5 Elettromagneti 36.6 La magnetizzazione spontanea 37 Materiali magnetici 37.1 La comprensione del ferromagnetismo 37.2 Proprietà termodinamiche 37.3 La curva d’isteresi 37.4 I materiali ferromagnetici 37.5 Materiali magnetici particolari 38 Elasticità 38.1 La legge di Hooke 38.2 Deformazioni uniformi 38.3 L’asta sotto torsione. Onde di distorsione 38.4 La trave inflessa 38.5 L’inflessione laterale 39 Materiali elastici 39.1 Il tensore delle deformazioni 39.2 Il tensore dell’elasticità 39.3 I moti di un corpo elastico 39.4 Il comportamento non elastico 39.5 Il calcolo delle costanti elastiche 40 Il flusso dell’acqua asciutta 40.1 L’idrostatica 40.2 Le equazioni del moto 40.3 Flusso stazionario. Teorema di Bernoulli 40.4 La circuitazione 40.5 Linee vorticose 41 Il flusso dell’acqua bagnata 41.1 La viscosità 41.2 Il flusso viscoso 41.3 Il numero di Reynolds 41.4 Il flusso trasversale intorno a un cilindro circolare 41.5 Il limite per la viscosità tendente a zero 41.6 Il flusso di Couette 42 Spazio curvo 42.1 Spazi curvi in due dimensioni 42.2 La curvatura nello spazio tridimensionale 42.3 Il nostro spazio è curvo 42.4 La geometria nello spazio-tempo 42.5 La gravità e il principio di equivalenza 42.6 La velocità degli orologi in un campo gravitazionale 42.7 La curvatura dello spazio-tempo 42.8 Il moto nello spazio-tempo curvo 42.9 La teoria di Einstein della gravitazione Indice analitico