ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ
| Τίτλος | ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ / Electromagnetism |
| Κωδικός | ΓΘΥ210 |
| Σχολή | Θετικών Επιστημών |
| Τμήμα | Φυσικής |
| Κύκλος / Επίπεδο | 1ος / Προπτυχιακό |
| Περίοδος Διδασκαλίας | Χειμερινή |
| Υπεύθυνος/η | Κωνσταντίνος Ευθυμιάδης |
| Κοινό | Ναι |
| Κατάσταση | Ενεργό |
| Course ID | 40003012 |
| Τίτλος | ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ |
| Ακαδημαϊκό Έτος | 2023 – 2024 |
| Περίοδος Τάξης | Εαρινή |
| Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ |
|
| Ώρες Εβδομαδιαία | 5 |
| Class ID | 600236865
|
Τύπος Μαθήματος
Γενικού Υποβάθρου
Τύπος Μαθήματος 2016-2020
- Υποβάθρου
- Γενικών Γνώσεων
Τύπος Μαθήματος 2011-2015
Γενικού Υποβάθρου
Τρόπος Παράδοσης
- Πρόσωπο με πρόσωπο
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
- e-Οδηγός Σπουδών https://qa.auth.gr/el/class/1/600236865
- Στον ιστοχώρο του Τμήματος: https://www.physics.auth.gr/courses/4
- eLearning: https://elearning.auth.gr/course/view.php?id=3761
Erasmus
Το μάθημα προσφέρεται και σε φοιτητές
προγραμμάτων ανταλλαγής.
Γλώσσα Διδασκαλίας
- Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
- Αγγλικά (Εξέταση)
Προαπαιτήσεις
Προαπαιτούμενα Μαθήματα
- ΜΑΥ201 ΓΕΝΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι
- ΜΑΥ202 ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι
- ΜΑΥ203 ΓΕΝΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΙΙ
- ΓΘΥ203 ΓΕΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙΙ (Ηλεκτρισμός - Μαγνητισμός)
- ΜΑΥ204 ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΙΙ
- ΜΑΥ205 ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΦΥΣΙΚΗΣ
- ΜΑΥ206 ΓΕΝΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΙΙΙ
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές θα έχουν αποκτήσει γνώσεις και θα μπορούν να ασχοληθούν με θέματα που αφορούν:
1. Στη φύση του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου.
2. Στις εξισώσεις Maxwell που το περιγράφουν μαθηματικά , της επίλυσης αυτών , αλλά και των φαινομένων που διέπουν αυτές.
3. Στη διάδοση της ηλεκτρομαγνητική δύναμης
4. Στα ηλεκτρομαγνητικά πεδία επιταχυνόμενων φορτίων
5. Στη σχετικιστική μελέτη των ηλεκτρομαγνητικών φαινομένων.
Γενικές Ικανότητες
- Εφαρμογή της γνώσης στην πράξη
- Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
- Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
Περιεχόμενο Μαθήματος
Ενότητα 1 : Εξισώσεις του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου
Περιγράφονται σε διαφορική και ολοκληρωτική μορφή οι εξισώσεις του Μaxwell και η εξίσωση συνέχειας του ηλεκτρικού φορτίου. Δίνεται ιαδιαίτερη έμφαση σε δυναμικά φαινόμενα που εξηγούν και περιγράφουν η τρίτη και τέταρτη εξίσωση του Maxwell(π.χ την ηλεκτρομαγνητική επαγωγή αλλά και το ρεύμα μετατόπισης). Ορίζονται το αριθμητικό και το διανυσματικό δυναμικό καθώς και αναλύονται οι συνθήκες βαθμίδας. Υπολογίζεται η ενέργεια κατανομής φορτίων και ρευμάτων, η ενέργεια του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, το διάνυσμα Poynting και διατυπώνεται η εξίσωση διατήρησης της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας.
Ενότητα 2 : Λύση των εξισώσεων του Μaxwell στο χώρο των συχνοτήτων – Διάδοση ηλεκτρομαγνητικού πεδίου
Υπολογίζεται η λύση των εξισώσεων του Μaxwell στο χώρο των συχνοτήτων που αφορά τα επίπεδα ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Ηλεκτρομαγνητικές ιδιότητες της ύλης. Διάδοση του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου στην ύλη και στο κενό. Συνοριακές συνθήκες.
Ενότητα 3 : Γενικευμένη λύση των εξισώσεων του Μaxwell – Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία
Υπολογίζεται η γενικευμένη λύση των εξισώσεων του Μaxwell με βάση την αρχή των επιβραδυμένων δυναμικών. Η λύση προσδιορίζεται για πηγές: α) φορτία και ρεύματα μεταβαλλόμενα σε συνάρτηση με το χρόνο και β) επιταχυνόμενα ή μη σημειακά φορτία (δυναμικά Lienard-Wiechert). Περιγράφεται η εκπομπή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Έμφαση δίνεται στην πεπερασμένη ταχύτητα διάδοσης της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης.
Ενότητα 4 : Ηλεκτρομαγνητικό πεδίο στη θεωρία σχετικότητας
Αναφέρονται το αξίωμα διατήρησης του ηλεκτρικού φορτίου, το αναλλοίωτο της μορφής των εξισώσεων του Μaxwell και της κυματικής λύσης αυτών, οι μετασχηματισμοί της πυκνότητας φορτίου και ρεύματος, του αριθμητικού και διανυσματικού δυναμικού, των πεδίων κ.λπ.. Έμφαση δίνεται στη ενοποιημένη εικόνα της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης.
Λέξεις Κλειδιά
ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, ηλεκτρομαγνητική επαγωγή, βαθμωτό δυναμικό, διανυσματικό δυναμικό, εξισώσεις Maxwell, ηλεκτρομαγνητικά πεδία στο κενό, επίπεδα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, ηλεκτρομαγνητικά πεδία στην ύλη, επιβραδυμένα δυναμικά, πεδία κινούμενων φορτίων, σχετικιστική ηλεκτροδυναμική
Τύποι Εκπαιδευτικού Υλικού
- Σημειώσεις
- Βιβλίο
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών
Χρήση Τ.Π.Ε.
- Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία
- Χρήση Τ.Π.Ε. στην Επικοινωνία με τους φοιτητές
Περιγραφή
Παράλληλα με την κλασσική διαδικασία διδασκαλίας της θεωρίας γίνεται σε όλες τις ενότητες επίλυση ασκήσεων και σε σε ορισμένες πραγματοποιείται παρουσίαση, με ειδικά λογισμικά, αποτελεσμάτων που αφορούν εφαρμογές της θεωρίας.
Οργάνωση Μαθήματος
| Δραστηριότητες | Φόρτος Εργασίας | ECTS | Ατομικά | Ομαδικά | Erasmus |
|---|---|---|---|---|---|
| Διαλέξεις | 65 | ✓ | |||
| Μελέτη και ανάλυση βιβλίων και άρθρων | 195 | ✓ | |||
| Φροντιστήριο | 7 | ||||
| Εξετάσεις | 3 | ||||
| Σύνολο | 270 |
Αξιολόγηση Φοιτητών
Περιγραφή
Επίλυση τεσσάρων ασκήσεων
Μέθοδοι Αξιολόγησης Φοιτητών
- Γραπτή Εξέταση με Επίλυση Προβλημάτων (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
Βιβλιογραφία
Βιβλιογραφία μαθήματος (Εύδοξος)
1. Θεωρία Ηλεκτρομαγνητικού Πεδίου (Κ.Γ. Ευθυμιάδης, Αικ. Σιακαβάρα, Ε. Παπαδημητράκη - Χλίχλια, Ι.Α. Τσουκαλάς, Εκδόσεις CopyCity Ε.Π.Ε., 2015)
2. Εισαγωγή στην Ηλεκτροδυναμική (σε έναν τόμο) (David Griffiths, Ιδρυμα Τεχνολογίας & Έρευνας - Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, 2012)
Επιπρόσθετη βιβλιογραφία για μελέτη
Διατίθεται στους φοιτητές, κατόπιν αιτήσεώς τους, κατάλογος ξενόγλωσσης βιβλιογραφίας
Τελευταία Επικαιροποίηση
03-06-2024
