Παρουσίαση/Προβολή

Στόχοι

Ο στόχος του συγκεκριμένου μαθήματος συνίσταται στην εξοικείωση του φοιτητή με τις βασικές αρχές  του ηλεκτρομαγνητισμού και της Οπτικής βοηθώντας τον να κατανοήσει τα βασικά φυσικά μεγέθη και τις σχετικές ιδιότητες, που χρησιμοποιούνται στις Τηλεπικοινωνίες και την Πληροφορική. Στόχος, επίσης, του μαθήματος είναι η εισαγωγή της έννοιας του κυκλώματος,  η μελέτη των βασικών ηλεκτρικών κυκλωμάτων αλλά και η εισαγωγή στις βασικές αρχές της Σύγχρονης Φυσικής.

Οργάνωση Μαθήματος

Το μάθημα εντάσσεται στον Κορμό του Προγράμματος Σπουδών του Τμήματος και είναι υποχρεωτικό για όλους τους φοιτητές. Είναι οργανωμένο σε δυο μέρη με δυο ενότητες το καθένα, που διαρθρώνονται σε 16 Κεφάλαια. Στο τέλος κάθε Κεφαλαίου λύνονται από το διδάσκοντα σχετικές με τη συγκεκριμένη ύλη ασκήσεις. Κατά τη διάρκεια του εξαμήνου οι φοιτητές έχουν τη δυνατότητα να συμμετέχουν σε δυο προγραμματισμένες (εκτός των ωρών διδασκαλίας) ωριαίες προόδους,  που η καθεμιά τους αντιστοιχεί στα μερη του μαθήματος. Η διδακαλία του θεωρητικού μέρους του μαθήματος διαρκεί 72 ώρες και τα φροντιστήρια (επίλυση ασκήσεων) 26 ώρες.

Περιεχόμενο Μαθήματος

 Η διδακτέα ύλη οργανώνεται σε δυο  Μέρη, ως ακολούθως:

ΜΕΡΟΣ Α: Κλασσική Ηλεκτρομαγνητική θεωρία

Ενότητα 1: Ηλεκτροστατικά και Μαγνητικά Πεδία
o Ηλεκτρικό φορτίο, νόμος Coulomb, ηλεκτρικό πεδίο, δυναμικές γραμμής, Η έννοια του συντηρητικού πεδίου, ηλεκτρικό δυναμικό, διαφορά δυναμικού, μονωμένος αγωγός. Νόμος Gauss, παραδείγματα και εφαρμογές
o Χωρητικότητα, πυκνωτές, διηλεκτρικά και μονωτές. Συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα, αντίσταση, νόμος Ohm.
o Κυκλώματα συνεχούς ρεύματος, κανόνες του Kirchhoff. Μεταβατικά φαινόμενα σε Κύκλωμα RC
o Μαγνητικό πεδίο, Το ρεύμα ως πηγή του μαγνητικού πεδίου, , δύναμη Laplace, δύναμη σε αγωγό, νόμος Biot‐Savart και εφαρμογές. Νόμος Ampère και εφαρμογές.

Ενότητα 2: Επαγωγικά Φαινόμενα και εναλλασσόμενο ρεύμα, κυκλώματα R-L-C
o Επαγωγή, νόμος Faraday, συντελεστής αυτεπαγωγής. Μεταβατικά φαινόμενα σε Κύκλωμα RL, εναλλασσόμενο ρεύμα, .ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις, Κυκλώματα εναλλασσομένου ρεύματος RLC.

ΜΕΡΟΣ 2 : Ηλεκτρομαγνητικά κύματα Οπτική και Σύγχρονη Φυσική

Ενότητα 1: Εξισώσεις Maxwell, Ηλεκτρομαγνητικά κύματα, Γεωμετρική και Κυματική οπτική
o Οι Νόμοι του Maxwell σε ολοκληρωτική μορφή. Ενέργεια ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, διάνυσμα Poynting, ηλεκτρομαγνητικά κύματα
o Φύση και διάδοση του φωτός, Γεωμετρική οπτική (κάτοπτρα φακοί), οπτικά όργανα, Συμβολή, περίθλαση και εφαρμογές , Αποτελέσματα της Ειδικής Θεωρίας σχετικότητας

Ενότητα 2: Θέματα Σύγχρονης Φυσικής
o Από τον Newton στον Plank, Υλικά κύματα , Σχέσεις αβεβαιότητας,. Αβεβαιότητα ενέργειας‐χρόνου, Αρχές της κβαντικής μηχανικής,

o Παρατηρήσιμα μεγέθη στην κβαντική μηχανική, Εξίσωση Schrödinger, Απλά μονοδιάστατα προβλήματα, Άτομο υδρογόνου
o Κβαντικοί υπολογιστές και κβαντική κρυπτογραφία

Τρόποι αξιολόγησης / εξέτασης

Ο τελικός βαθμός διαμορφώνεται από τη τελική γραπτή εξέταση συνυπολογιζομένων των αποτελεσμάτων στις προόδους.

Διδάσκοντες

Δημήτρης Συβρίδης (Καθ.)

Γραφείο Α44

Τηλέφωνο:  +30 210 7275322

Email: dsyvridi@di.uoa.gr

Αριστείδης Τσίπουρας (Ε.ΔΙ.Π.)

Γραφείο: Α26

Τηλέφωνο: +30 2107275332

Email:  arischip@di.uoa.gr

Αλέξανδρος Πίνο (Ε.ΔΙ.Π.)

Γραφείο: Α24

Τηλέφωνο: +30 2107275316

Email: pino@di.uoa.gr

Βοηθήματα

Προτεινόμενη Βιβλιογραφία:
• H.D. Young, Φυσική, Τόμος Β', Ηλεκτρομαγνητισμός ‐ Οπτική ‐ Σύγχρονη Φυσική, Μετάφραση και Επιμέλεια από ομάδα Πανεπιστημιακών, Εκδόσεις Παπαζήση.
• Giancoli, Φυσική για Επιστήμονες και Μηχανικούς, Τόμος 2, Εκδόσεις Α. Τζιόλα & Υιοί Α.Ε
• R. Serway, Physics for Scientists and Engineers, Τόμος ΙΙ, Ηλεκτρομαγνητισμός. Απόδοση στα Ελληνικά: Λ. Ρεσβάνης