Σύντομα ΝέαΣελίδα Μαθήματος : Ηλεκτρομαγνητισμός ΙΙ
|
|
| Περιγραφή Μαθήματος |
|---|
Επιδιωκόμενα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος
Στο τέλος του μαθήματος ο φοιτητής θα έχει αποκτήσει: - Γνώση της κλασικής θεωρίας του ηλεκτρομαγνητισμού σε προχωρημένο προπτυχιακό επίπεδο. Αυτό είναι το επίπεδο των πολύ γνωστών σύγχρονων βιβλίων «Εισαγωγή στην Ηλεκτροδυναμική», του David J. Griffiths (κύριο βιβλίο για το μάθημα) και «Ηλεκτρομαγνητισμός», των G. L. Pollack και D. R. Stump.
Δεξιότητες
Στο τέλος του μαθήματος ο φοιτητής θα έχει αναπτύξει δεξιότητες επίλυσης προβλημάτων: 1. Ηλεκτροστατικής με λύση της εξισώσεως Laplace, και την μέθοδο των ειδώλων. 2. Μαγνητοστατικής με εφαρμογή των νόμων των Biot-Savart και του Ampere. 3. Ηλεκτροδυναμικής με εφαρμογή των νόμων του Faraday και των Ampere- Maxwell, καθώς επίσης και τους νόμους διατήρησης της ολικής (ηλεκτρομαγνητικής + μηχανικής) ενέργειας και ορμής. 4. Διάδοσης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων με ανάκλαση και διάθλαση, και χρήση των εξισώσεων Fresnel. 5. Ακτινοβολία ηλεκτρικού και μαγνητικού διπόλου. Προαπαιτήσεις Το μάθημα απαιτεί γνώσεις Ηλεκτρομαγνητισμού Ι (Γενική Φυσική), Διανυσματικής Ανάλυσης, Μιγαδικής Ανάλυσης, ... Περιεχόμενα (ύλη) του μαθήματος 1. Ανασκόπηση της Ηλεκτροστατικής, Ειδικές Τεχνικές Υπολογισμού του Ηλεκτρικού Δυναμικού Η εξίσωση Laplace, η μέθοδος των ειδώλων, διαχωρισμός των μεταβλητών, ανάπτυγμα πολυπόλου. 2. Ηλεκτροστατικά Πεδία στη Ύλη Πόλωση, το πεδίο ενός πολωμένου σώματος, η ηλεκτρική μετατόπιση, γραμμικά διηλεκτρικά. 3. Μαγνητοστατική Απόκλιση και στροβιλισμός του B, το μαγνητικό διανυσματικό δυναμικό. 4. Μαγνητοστατικά Πεδία στη Ύλη Μαγνήτιση, το πεδίο ενός μαγνητισμένου σώματος, το βοηθητικό πεδίο H. 5. Ηλεκτροδυναμική Ηλεκτροκινητήρια δύναμη, ο νόμος του Faraday, οι εξισώσεις του Maxwell, εισαγωγή του δυναμικού στην ηλεκτροδυναμική, ενέργεια και ορμή στην ηλεκτροδυναμική. 6. Ηλεκτρομαγνητικά Κύματα Η κυματική εξίσωση, ηλεκτρομαγνητικά κύματα σε μη-αγώγιμα και αγώγιμα μέσα. 7. Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία Καθυστερημένα δυναμικά, ανάπτυγμα πολυπόλου, ακτινοβολία ηλεκτρικού και μαγνητικού διπόλου. Συνιστώμενη βιβλιογραφία προς μελέτη
«Εισαγωγή στην Ηλεκτροδυναμική», του David J. Griffiths και «Electromagnetism», των G. L. Pollack και D. R. Stump. Διδακτικές και μαθησιακές μέθοδοι
Διδασκαλία στον πίνακα, 4 ώρες παράδοση και 1 ώρα φροντιστήριο εβδομαδιαίως. Μέθοδοι αξιολόγησης/βαθμολόγησης Προτείνονται σειρές ασκήσεων για εξάσκηση. Ο βαθμός καθορίζεται (100%) από γραπτή τελική εξέταση. Γλώσσα διδασκαλίας Ελληνικά. Για Αλλοδαπούς φοιτητές το μάθημα δίδεται στην Αγγλική γλώσσα από την Αγγλική έκδοση του διδακτικού βιβλίου.
Μέρος Α Ανασκόπηση Ηλεκτροστατικής, Εισαγωγή στις εξισώσεις Poisson & Laplace, προβλήματα στο Ηλεκτρικό Δυναμικό. Διηλεκτρικά Υλικά – Πόλωση Διηλεκτρικών. Στατικό Μαγνητικό Πεδίο: Απόκλιση & Στροβιλισμός του B. Στατικό Μαγνητικό Πεδίο στην Ύλη Μέρος Β Ηλεκτροδυναμική (Κεφάλαιο 7, ολόκληρο). Νόμοι Διατήρησης (Κεφάλαιο 8, ολόκληρο). Ηλεκτρομαγνητικά Κύματα (Κεφάλαιο 9, σελίδες 415-447). Δυναμικά και Πεδία (Κεφάλαιο 10, σελίδες 459-470). Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία (Κεφάλαιο 11, σελίδες 488-506).
Εκπομπή ακτινοβολίας: Χρονική εξέλιξη των ηλεκτρικών δυναμικών γραμμών ενός παλλόμενου ηλεκτρικού διπόλου
|
| Προτεινόμενη Βιβλιογραφία |
|---|
[1] ‘‘Εισαγωγή στην Ηλεκτροδυναμική’’, του D. J. Griffiths (Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, 2012).
Αυτό είναι το διδακτικό βιβλίο το οποίο διανέμεται στους φοιτητές. Όπως αναφέρεται στον πρόλογο της Ελληνικής εκδόσεως ''απευθυνόμενο σε φοιτητές που έχουν τελειώσει το μάθημα της Γενικής Φυσικής (Ηλεκτρομαγνητισμός επιπέδου Serway, Halliday & Resnick, Young, κ.α.), αποσκοπεί στην ολοκληρωμένη μύηση τους στην Ηλεκτροδυναμική σε (προχωρημένο) προπτυχιακό πανεπιστημιακό επίπεδο …'' Χάρις στις παιδαγωγικές ικανότητες του συγγραφέα και της λιτής παρουσίασης της ηλεκτρομαγνητικής θεωρίας (υστερεί σε εφαρμογές, αλλά αυτό ακριβώς είναι και το πλεονέκτημα του έναντι ανταγωνιστικών βιβλίων, τα οποία είναι παραφορτωμένα με εφαρμογές), το βιβλίο αυτό είναι το πλέον δημοφιλές από όλα τα βιβλία στο αντικείμενο σε προχωρημένο προπτυχιακό επίπεδο (τρίτου ή τετάρτου έτους σπουδών - "... at the junior or senior (year) level." - όπως προτείνεται από τον ίδιο τον συγγραφέα στην αρχή του προλόγου της 3ης Αγγλικής έκδοσης), και χρησιμοποιείται σε τμήματα φυσικής κορυφαίων πανεπιστημίων της βορείου Αμερικής (και παγκοσμίως) όπως π.χ. :
1) ΜΙΤ (Massachusetts Institute of Technology), PHYS 8.07, 2) Harvard University, PHYS 153,
3) Caltech (California Institute of Technology), PHYS 106b & 106c,
4) Stanford University, PHYS 120 & 121,
5) University of California at Berkeley, PHYS 110A και 110B,
6) UCLA (University of California at Los Angeles), PHYS 110A και 110B,
7) University of Washington, Seattle, PHYS 321, 322, 323, 8) University of Toronto, PHYS 250H και 350H, κ.α.
Είναι ευτύχημα ότι το εξαιρετικό αυτό βιβλίο έχει μεταφρασθεί στα Ελληνικά από τις Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, και έτσι οι φοιτητές μας το έχουν και αυτοί ως διδακτικό βιβλίο. Στό ίδιο μαθηματικό επίπεδο με αρκετές εφαρμογές, για τριτοετείς ή τεταρτοετείς φοιτητές, είναι τα βιβλία:
[2] ‘‘Electromagnetism’’, των G.L. Pollack and D.R. Stump, (Addison Wesley, 2002). * * * * (υπάρχει στο διαδίκτυο σε ηλεκτρονική μορφή)
[3] ‘‘Electromagnetic Fields’’, του R. K. Wangsness, 2nd edition (John Wiley, 1986). * * * *
Τα βιβλία αυτά συμπεριλαμβάνονται στον κατάλογο των καλυτέρων προπτυχιακών βιβλίων (βλέπε σύνδεσμο παρακάτω).
Σε ανώτερο μεταπτυχιακό επίπεδο υπάρχει το κλασικό βιβλίο:
[4] "Classical Electrodynamics'', του J.D. Jackson, 3rd edition (John Wiley, 1998) * * * *
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Σε κατώτερο προπτυχιακό επίπεδο υπάρχουν δύο κλασικά βιβλία από Νομπελίστες φυσικούς (Edward M. Purcell, βραβείο Nobel 1952, και Richard P. Feynman, βραβείο Nobel 1965), τα οποία είναι βιβλία "Γενικής Φυσικής ΙΙ" γραμμένα για τους προχωρημένους πρωτοετείς φοιτητές φυσικής (είδος δυσεύρετο πλέον εδώ) του πανεπιστημίου του Berkeley και του Caltech, όπου εδίδασκαν, αντιστοίχως, οι δύο αυτοί μεγάλοι φυσικοί.
Εξωτερικές πηγές συνδεδεμένες με το μάθημα: |
Χρήσιμα Αρχεία
| Σημειώσεις | |
|---|---|
| Wangsness-EM_Fields-Κεφάλαιο_28:RADIATION | 2016-05-24 |
| Ασκήσεις | |
|---|---|
| Ασκήσεις κεφάλαιο 1 | 2016-02-18 |
| Προτεινόμενες Ασκήσεις - Griffiths 2η Έκδοση | 2015-05-04 |
| Θέματα | |
|---|---|
| Θέματα Ιανουαρίου 2016 | 2016-02-11 |
| Θέματα Ιουνίου 2015 | 2015-06-20 |
| Θέματα Σεπτ. 2015 | 2015-09-15 |
| Αποτελέσματα Εξετάσεων | |
|---|---|
| Οι βαθμοί στις εξετάσεις της 28/1/2016 έχουν αναρτηθεί ! | 2016-02-16 |
| Διάφορα | |
|---|---|
| Απαντήσεις Ιανουάριος 2016 | 2016-05-13 |
| Απαντήσεις Ιούνιος 2015 | 2015-09-15 |
| Απαντήσεις Σεπτεμβριος 2015 | 2015-10-05 |
| Το μάθημα της Τρίτης, 17 Μαϊου θα γίνει την Παρασκευή, 20 & 27 Μαϊου, ώρα 12-13 μ. μ. | 2016-05-16 |
