Verifica di fisica simulata — 5ª: Maxwell e le onde elettromagnetiche.
15 quesiti estratti a caso da una banca di 25, sul blocco di programma che il tuo professore sta chiudendo: ogni tentativo è una prova diversa. Nessuna penalità per le risposte sbagliate, quindi rispondi anche se non sei sicuro. Alla fine ricevi via email la risposta corretta di ogni quesito e i punti deboli per argomento — con un account li vedi subito qui in pagina. La soluzione passo passo si sblocca con la prima lezione.
Programma coperto dalla prova
- Le quattro equazioni di Maxwell e il loro significato
- Teorema di Gauss per il campo elettrico e per quello magnetico
- Campo elettrico indotto e circuitazione non nulla
- Corrente di spostamento e teorema di Ampère-Maxwell
- Struttura di un’onda elettromagnetica piana
- Velocità della luce nel vuoto e nei mezzi, relazione E = cB
- Spettro elettromagnetico e ordini di grandezza
- Polarizzazione e legge di Malus
Due esercizi svolti dalla prova
Quale delle quattro equazioni di Maxwell esprime il fatto che non esistono monopoli magnetici?
Soluzione
Il teorema di Gauss per il campo magnetico si scrive
Significa che tutte le linee di campo che entrano in una superficie chiusa ne escono: non esiste un punto da cui il campo magnetico «nasce» o in cui «muore», cioè non esiste una carica magnetica isolata.
È la differenza strutturale con il campo elettrico, dove il flusso vale e può quindi essere diverso da zero: le cariche elettriche isolate esistono, i monopoli magnetici no.
Conseguenza pratica: le linee del campo magnetico sono sempre chiuse, e spezzando un magnete in due si ottengono due magneti completi, non un polo nord e un polo sud separati.
Passando dai campi statici a quelli variabili nel tempo, quali delle quattro equazioni di Maxwell cambiano forma?
Soluzione
I due teoremi di Gauss restano identici: il flusso di dipende sempre dalla carica interna, quello di è sempre nullo.
Cambiano invece le due leggi sulle circuitazioni:
- in elettrostatica la circuitazione di è nulla (campo conservativo); con un flusso magnetico variabile diventa cioè la legge di Faraday-Neumann-Lenz;
- il teorema di Ampère, valido con le sole correnti di conduzione, va completato con il termine di corrente di spostamento dovuto al flusso elettrico variabile.
È proprio questa coppia di modifiche a rendere possibile l'onda elettromagnetica: un campo genera l'altro anche in assenza di cariche e correnti.
Nella simulazione online trovi altri 13 quesiti come questi; risposta corretta di ogni quesito via email.
Preferisci la carta? Scarica la prova in PDF (15 quesiti, 4 pagine · 85 KB, da stampare). Le soluzioni le ricevi via email dopo averla fatta online.
Scarica il PDFCome è fatta la verifica di fisica su Maxwell e onde e.m.
Il significato fisico delle quattro equazioni una per una, la corrente di spostamento e perché Ampère andava corretto, la struttura di un’onda piana con E = cB, lo spettro elettromagnetico con gli ordini di grandezza e la legge di Malus.
L'errore che costa il voto
Dire che il teorema di Gauss per il magnetismo dà flusso nullo “perché non ci sono campi magnetici chiusi”: dà zero perché non esistono monopoli, e le linee sono chiuse. Sull’onda, invertire E e B nella relazione E = cB, ottenendo un campo magnetico enorme.
Come usare questa simulazione
Falla una prima volta a freddo, senza ripassare e con il timer acceso: serve a sapere da dove parti, non a fare bella figura. Guarda poi i punti deboli per argomento, ripassa solo quelli — di solito sono due o tre, non tutto il capitolo — e rifalla dopo qualche giorno. I 15 quesiti sono estratti da una banca di 25, quindi la seconda prova non è la stessa e il punteggio è confrontabile davvero.
Il punteggio non ti basta?
Guarda quali argomenti hanno perso più punti, poi leggi l'elettromagnetismo che serve alla maturità — oppure guardiamo insieme i tuoi risultati: la diagnosi è gratuita.