Είσοδος

Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία

Γενικά στοιχεία

 

 
Περιγραφή

Το περιεχόμενο του μαθήματος περιγράφεται στις παρακάτω ενότητες:

(Α) εξισώσεις Maxwell, βαθμωτό & διανυσματικό δυναμικό, μετασχηματισμός βαθμίδος, ενέργεια-ορμή-στροφορμή ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, τανυστής τάσης του Maxwell.

(B) ηλεκτρομαγνητισμός και σχετικότητα, τετραρεύμα, τετραδυναμικό, τανυστής του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, μετασχηματισμός Lorenz των πεδίων, συναλλοίωτη μορφή των εξισώσεων Maxwell.

(Γ) διάδοση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων στο κενό, επίπεδα κύματα, πόλωση, κύματα στην ύλη (μονωτές, αγωγοί, πλάσμα), πρόσπτωση σε διαχωριστικές επιφάνειες υλικών, κυματοδηγοί.

(Δ) δημιουργία ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, πεδία κινούμενου φορτίου, καθυστερημένα δυναμικά, ακτινοβολία, κεραίες.  

Ύλη

Η ύλη που θα διδαχθεί περιέχεται κατά κύριο λόγο (αλλά όχι πλήρως!) στο βιβλίο του David J. Griffiths: Εισαγωγή στην Ηλεκτροδυναμική

- κεφάλαιο 1 (διανυσματική ανάλυση) & παράρτημα Α (διανυσματική ανάλυση σε καμπυλόγραμμες συντεταγμένες)

- κεφάλαιο 7 (ηλεκτροδυναμική)

- κεφάλαιο 8 (νόμοι διατήρησης)

- κεφάλαιο 9 (ηλεκρομαγνητικά κύματα)

- κεφάλαιο 10 (δυναμικά και πεδία)

- κεφάλαιο 11 (ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία)

- κεφάλαιο 12 (ηλεκτροδυναμική και σχετικότητα) 

Βιβλιογραφία

Η διεθνής βιβλιογραφία στο αντικείμενο του προχωρημένου ηλεκτρομαγνητισμού είναι ιδιαίτερα πλούσια. Επίσης, υπάρχουν πολλοί τίτλοι μεταφρασμένοι στα Ελληνικά αλλά και από Έλληνες συγγραφείς. Παρακάτω αναφέρουμε μερικά από αυτά, τα οποία χρησιμοποιούμε στο μάθημα.

(Α) Βασικά συγγράμματα:

1. David J. Griffiths: "Εισαγωγή στην Ηλεκτροδυναμική" (3η έκδοση στα Ελληνικά, 4η έκδοση στα Αγγλικά). Πρόκειται για ολοκληρωμένο και εξαιρετικά παιδαγωγικό σύγγραμμα με λυμένες και άλυτες ασκήσεις, το οποίο θα ακολουθήσουμε κατά κύριο λόγο. Η 4η έκδοση στα Αγγλικά είναι σαφώς καλύτερη (διαθέσιμη στον Εύδοξο είναι μόνο η 3η, στα Ελληνικά).

2. "Οι Διαλέξεις Φυσικής του Feynmann", τόμος ΙΙ: Ηλεκτρομαγνητισμός και Ύλη. Ιδιαίτερη παρουσίαση των φυσικών ιδεών από έναν πολύ μεγάλο Δάσκαλο της Φυσικής. Το συμβουλευόμαστε σε συγκεκριμένες ενότητες. Το πρωτότυπο κείμενο στα Αγγλικά είναι αποκαλυπτικό (διαθέσιμη στον Εύδοξο η μετάφραση στα Ελληνικά).

(Β) Συμπληρωματικά:

3. M. A. Heald, J. B. Marion, "Classical Electromagnetic Radiation". Πολύ βατό και εκπαιδευτικό κείμενο (με ασκήσεις), εφάμιλλο του Griffiths. Δεν διατίθεται στα Ελληνικά.

4. J. R. Reitz, F. J. Milford, R. W. Christy, "Τα θεμέλια της ηλεκτρομαγνητικής θεωρίας". Βατό κείμενο, μεταφρασμένο στα Ελληνικά από τις εκδόσεις ΕΜΠ.

(Γ) Προχωρημένου επιπέδου

5. J. D. Jackson, "Classical Electrodynamics". Μνημειώδες σύγγραμμα που ακολουθείται σε μεταπτυχιακό επίπεδο παγκοσμίως. Εκεί μπορεί να βρει κανείς κυριολεκτικά τα πάντα! Πολύ πυκνή γραφή όμως και απαιτείται πολύς κόπος για να μελετηθεί. Δεν διατίθεται στα Ελληνικά.

6. Landau, Lifshitz, "The Classical Theory of Fields". Κλασσικό σύγγραμμα για το ηλεκτρομαγνητικό (και βαρυτικό) πεδίο. Ιδιαίτερα αποκαλυπτικό αλλά σαφώς μεταπτυχιακού επιπέδου. Δεν διατίθεται στα Ελληνικά.

Mέθοδοι αξιολόγησης

Τελική εξέταση, 2.5 ώρες

Διδάσκοντες

Κωνσταντίνος Κουσουρής

Επίκουρος Καθ. ΣΕΜΦΕ, Γραφείο 209 (Κτ. Φυσικής)

2107724447, kkousour@central.ntua.gr

Πρόγραμμα

Τρίτη              12:45 - 14:30 (Αιθ. 101)

Παρασκευή      10:45 - 12:30 (Αιθ. 001)

Απαραίτητο γνωστικό υπόβαθρο

1) Φυσική ΙΙ (Ηλεκτρομαγνητισμός Ι)

2) Φυσική ΙΙΙ (Κυματική)

3) Ηλεκτρομαγνητισμός ΙΙ

4) Εισαγωγή στην ειδική θεωρία της σχετικότητας

5) Μαθηματική ανάλυση Ι, ΙΙ, ΙΙΙ

6) Εισαγωγικές έννοιες μιγαδικής ανάλυσης

7) Εισαγωγή στις μερικές διαφορικές εξισώσεις

8) Αναλυτική γεωμετρία

9) Γραμμική άλγεβρα


 
Συγχρηματοδότηση
από την Ε.Ε.