mycourses .ntua.gr
Ηλεκτρομαγνητισμός Ι

Γενικά στοιχεία

 

Περιγραφή

Η ύλη του μαθήματος βασίζεται στα 6 πρώτα κεφάλαια του Jackson  3η έκδοση.

Η μελέτη του μαθήματος μπορεί να  γίνει από το βιβλίο του Jackson ή των σημειώσεων.

Στην ύλη περιλαμβάνονται τα ακόλουθα

  1. Ηλεκτροστατική (Κατανομές ηλεκτρικών φορτίων, Περιγραφή κατανομών ηλεκτρικού φορτίου με τη βοήθεια της κατανομής Dirac, Νόμος του Coulomb,  Διαφορική και ολοκληρωτική μορφή των εξισώσεων της ηλεκτροστατικής στο κενό, Ηλεκτρικό δυναμικό και ηλεκτροστατική ενέργεια, Ηλεκτροστατικό πρόβλημα, Πρόβλημα Dirichlet/Neumann, Θεώρημα μοναδικότητας, Η συνάρτηση Green της εξίσωσης Poisson, Λύση του ηλεκτροστατικού προβλήματος με χρήση της συνάρτησης Green, Κατασκευή της συνάρτησης Green με τη μέθοδο των ειδώλων, Κατασκευή της συνάρτησης Green από τις ιδιοτιμές και τις ιδιοσυναρτήσεις της εξίσωσης ΔΨ=λΨ, Λύση της εξίσωσης Laplace σε δύο διαστάσεις, Υπολογισμός της συνάρτησης Green στο επίπεδο χρησιμοποιώντας τις λύσεις της Laplace σε πολικές συντεταγμένες, Πολυώνυμα Legendre, σφαιρικές αρμονικές, συναρτήσεις Βessel πρώτου και δευτέρου είδους,  Υπολογισμός της συνάρτησης Green  σε χωρίο a≤ρ≤b, 0≤φ≤β, Λύση της Laplace σε τρεις διαστάσεις σε καρτεσιανές, σφαιρικές και κυλινδρικές συντεταγμένες, Υπολογισμός της συνάρτησης Green σε σφαιρικό δακτύλιο (a≤r≤b) και κυλινδρικό δακτύλιο (a≤ρ≤b, 0≤z≤c), Θεώρημα άθροισης σφαιρικών αρμονικών, Πολυπολική ανάπτυξη του δυναμικού εντοπισμένης κατανομής φορτίου, Μακροσκοπικό ηλεκτρικό πεδίο/ηλεκτρική μετατόπιση/ ηλεκτρική πόλωση, εξισώσεις ηλεκτροστατικής στην ύλη, Ηλεκτροστατική ενέργεια παρουσία διηλεκτρικών, Λύση συνοριακών προβλημάτων ηλεκτροστατικής με συμμετοχή διηλεκτρικών)
  2. Μαγνητοστατική (Κατανομές ηλεκτρικού ρεύματος, ο νόμος διατήρησης του ηλεκτρικού φορτίου και η εξίσωση της συνέχειας, Δύναμη μεταξύ ηλεκτρικών ρευμάτων, Η έννοια του μαγνητικού πεδίου και του διανυσματικού δυναμικού, Διαφορική και ολοκληρωτική μορφή των εξισώσεων της μαγνητοστατικής, Νόμος του Faraday, Μετασχηματισμοί Lorentz, Βασικές αρχές της ειδική θεωρίας της σχετικότητας, Μαγνητοστατική ενέργεια, Πολυπολική ανάπτυξη του διανυσματικού δυναμικού εντοπισμένης κατανομής ρεύματος, Μακροσκοπικό μαγνητικό πεδίο (Β μαγνητική επαγωγή)/ μαγνητικό πεδίο (Η)/ μαγνήτιση, Εξισώσεις της μαγνητοστατικής παρουσία μαγνητικά διαπερατής ύλης, Διατύπωση του μαγνητοστατικού προβλήματος και μεθοδολογία λύσης προβλημάτων μαγνητοστατικής, Συντελεστές αμοιβαίας επαγωγής   και αυτεπαγωγής, Οιονεί στατική προσέγγιση του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου)
  3. Εξισώσεις του Maxwell (Διαφορική και ολοκληρωτική μορφή των εξισώσεων του Maxwell, Μη ομογενείς κυματικές εξισώσεις του Η/Μ πεδίου, Βαθμίδα Lorenz /Coulomb, Εξισώσεις του διανυσματικού και βαθμωτού δυναμικού, Θεώρημα Poynting, Συνάρτηση Green της κυματικής εξίσωσης, Ολοκληρωτική έκφραση της λύσης της κυματικής εξίσωσης με χρήση της συνάρτησης Green.
Βιβλιογραφία
Ηλεκτρομαγνητισμός

[1] Introduction to Electrodynamics, David J. Griffiths, (1998), (3rd ed.), Prentice Hall.

[2] Electricity and Magnetism, Edward Mills Purcell (1985), McGraw-Hill.

[3] Classical Electrodynamics, J. D. Jackson, 1999. (3rd ed.), Wiley.

[4] Classical Electricity and Magnetism, Wolfgang K. H. Panofsky and Melba Phillips (2005), 2nd ed., Dover.

[5] Electrodynamics Lectures on Theoretical Physics, Vol. III, by Arnold Sommerfeld.

[6] Static and dynamic electricity, W.R. Smythe.

[7] Electromagnetic Theory, J.A. Stratton.

[8] Classical electrodynamics, Julian Schwinger, Perseus books.

[9] The classical theory of fields: Vol. 2 (Course of theoretical physics), E. Lifshitz and L. Landau (1980). Oxford UK: Butterworth-Heinemann, (Fourth Edition ed.).

[10] Electrodynamics of continuous media: Vol. 8 (Course of theoretical physics), E. Lifshitz, L. Landau, and L. P. Pitaevskii (1984),Oxford UK: Butterworth-Heinemann,(Second Edition ed.).

[11] Modern Electrodynamics, A. Zangwill, Cambridge University Pres (2012

[12] Electromagnetic Waves and Antennas, Sophocles J. Orfanidis,

Μαθηματική Φυσική

[1] Methods of theoretical physics, Philip M. Morse and Herman Feshbach vol. 1 and 2.

[2] Green’s functions and boundary value problem, Ivar Stakgold University of Delaware.

[3] Green’s functions with applications, Dean G. Duffy, CHAPMAN and HALLiCRC Boca Raton London New York Washington, D.C.

[4] Mathematics for the physical sciences, Laurent Schwartz (Dover).

[5] Equations of mathematical Physics, V. S. Vladimirov, Marcel Dekker INC 1971.

[6] Generalized Functions Theory and Techniques, Ram P. Kanwal Vol. 17 Mathematics in Science and engineering, Edited by Richard Bellman, 1983 (Academic Press).

[7] Generalized Functions, Vol 1 I. M. Gel’fand G. E. Shilov, Academic Press, 1964 (Academic Press).

[8] Foundations of potential theory Oliver Dimon Kellogg (Dover).

[9] Special functions for scientists and engineers, W.W. Bell, 2004 (Dover).

 

Mέθοδοι αξιολόγησης
30 % Ασκήσεις 70 % Γραπτή εξέταση
Διδάσκοντες
Μιχάλης Πίσσας
e-mail:m.pissas@inn.demokritos.gr
τηλ:2106503306
γραφείο: Ινστιτούτο Νανοεπιστήμης και Νανοτεχνολογίας, ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος (κτήριο 8 1ος όροφος Α12γ)