HΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ, ΚΥΜΑΤΙΚΗ ΚΑΙ ΟΠΤΙΚΗ (AET302)

Περιγραφή Μαθήματος

1η Ενότητα:
Διανύσματα, πράξεις με διανύσματα και με βαθμωτά μεγέθη, συστήματα αναφοράς, εσωτερικό και εξωτερικό γινόμενο. Ηλεκτρικό φορτίο. Δομή και κατανομή ηλεκτρικών φορτίων στα άτομα, Νόμος Coulomb, ηλεκτρισμός με επαγωγή φορτίου. Ηλεκτρικό πεδίο, δυναμικές γραμμές ηλεκτρικού πεδίου.

2η Ενότητα: Ηλεκτρικό πεδίο
Πεδίο ηλεκτρικού δίπολου, ηλεκτρικό δίπολο μέσα σε ηλεκτρικό πεδίο, επιφανειακό ολοκλήρωμα, ροή ηλεκτρικού πεδίου, νόμος Gauss και εφαρμογές του σε προβλήματα με σφαιρική και κυλινδρική συμμετρία. Πεδίο αγώγιμου φύλλου απείρων διαστάσεων, πυκνωτής.

3η Ενότητα: Δυναμικό και ενέργεια Ηλεκτρικού πεδίου
Ηλεκτρική δυναμική ενέργεια, ηλεκτρικό δυναμικό, υπολογισμός του πεδίου με την χρήση του δυναμικού. Συντηρητικό ηλεκτρικό πεδίο. Πεδίο και δυναμικό αγωγών. Ισοδυναμικές επιφάνειες. Πυκνότητα ενέργειας του ηλεκτρικού πεδίου.

4η Ενότητα: Πυκνωτές – διηλεκτρικά – ηλεκτρικό ρεύμα – νόμος Ohm – Μπαταρίες
Χωρητικότητα, Υπολογισμός της χωρητικότητας. Πόλωση διηλεκτρικών υλικών, πυκνωτές και διηλεκτρικά. Ηλεκτρικό ρεύμα, πυκνότητα ρεύματος, αντίσταση, ειδική αντίσταση και αγωγιμότητα, νόμος του Ohm. Eξήγηση της λειτουργίας της μπαταρίας.

5η Ενότητα: Μαγνητισμός – Θεμελιώδεις έννοιες
Μαγνητισμός. Είδη μαγνητών και ιδιότητες ενός μαγνήτη. Πειράματα Oersted. Δύναμη Lorenz, Μαγνητική επαγωγή. Αρχή λειτουργίας ηλεκτρικών κινητήρων με εναλλάκτη. Νόμος Biot Savart. Μαγνητικό πεδίο ευθύγραμμου αγωγού απείρου μήκους. Μαγνητικό πεδίο κυκλικού αγωγού. Ροή μαγνητικού πεδίου. 2ος Νόμος Maxwell.

6η Ενότητα: Νόμος Ampere – Πηνίο – Νόμος Faraday
Nόμος Ampere, Μαγνητικό πεδίο πηνίου. Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Κανόνας Lenz. Μη συντηρητικό ηλεκτρικό πεδίο, ηλεκτρεγερτική δύναμη.

7η Ενότητα: Εφαρμογές Νόμου Faraday – Αναθεώρηση νόμου Ampere
Ηλεκτρικές γεννήτριες. Δινορεύματα. Αυτεπαγωγή. Κυκλώματα με πηνία. Ενέργεια αποθηκευμένη στο Μαγνητικό πεδίο. Η αναθεώρηση του νόμου του Ampere με την εισαγωγή του ρεύματος μετατόπισης. Οι τέσσερεις εξισώσεις του Maxwell σε ολοκληρωτική μορφή

8η Ενότητα: Κυματική

Μαθηματική περιγραφή ενός κύματος, κυματική εξίσωση, μήκος κύματος, κυματαριθμός, ταχύτητα φάσης, υπέρθεση κυμάτων, στάσιμα κύματα, ενέργεια που μεταφέρεται από ένα κύμα.

9η Ενότητα: Ηλεκτρομαγνητικά κύματα

Παραγωγή, Ταχύτητα, Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, Ενέργεια (Διάνυσμα Pointing), Ορμή, Πίεση, Πόλωση, Ανίχνευση

10η Ενότητα: Γεωμετρική οπτική

Ανάκλαση, διάθλαση, σχηματισμός ειδώλων από σφαιρικά κάτοπτρα, λεπτοί φακοί

11η Ενότητα: Συμβολή , Περίθλαση, Φαινόμενο Doppler