Φυσική ΙI [open] (321-2051)
Γιώργος Κοφινάς
Ηλεκτροστατική: νόμος Coulomb, ηλεκτρικό πεδίο, δυναμικό, ροή, νόμος Gauss, εξίσωση Poisson, δυναμική ενέργεια, συνοριακές συνθήκες, μέθοδος εικόνων, ηλεκτρικό δίπολο, ανάπτυγμα πολυπόλων, αγωγοί, χωρητικότητα, διηλεκτρικά, πόλωση, ηλεκτρική μετατόπιση. Ηλεκτρικό ρεύμα, εξίσωση συνέχειας, στάσιμο ρεύμα, νόμος Ohm. Μαγνητοστατική: δύναμη Laplace, Lorentz, δύναμη σε ρευματοφόρο αγωγό, μαγνητικό δίπολο, νόμος Biot-Savart, νόμος Ampere, διανυσματικό δυναμικό, πεδίο μαγνητικού διπόλου, μαγνητικά υλικά, μαγνήτιση, μαγνητίζον πεδίο. Εξίσωση Ampere-Maxwell, εξίσωση Faraday, βαθμωτό δυναμικό ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, αμοιβαία επαγωγή, αυτεπαγωγή, κυκλώματα RL, RC, RLC, εξισώσεις Maxwell, θεώρημα διατήρησης ενέργειας, ορμής, εξισώσεις δυναμικών στη βαθμίδα Coulomb, Lorentz, στοιχεία ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.
LessΗλεκτροστατική: νόμος Coulomb, ηλεκτρικό πεδίο, δυναμικό, ροή, νόμος Gauss, εξίσωση Poisson, δυναμική ενέργεια, συνοριακές συνθήκες, μέθοδος εικόνων, ηλεκτρικό δίπολο, ανάπτυγμα πολυπόλων, αγωγοί, χωρητικότητα, διηλεκτρικά, πόλωση, ηλεκτρική μετατόπιση. Ηλεκτρικό ρεύμα, εξίσωση συνέχειας, στάσιμο ρεύμα, νόμος Ohm. Μαγνητοστατική: δύναμη Laplace, Lorentz, δύναμη σε ρευματοφόρο αγωγό, μαγνητικό δίπολο, νόμος Biot-Savart, νόμος Ampere, διανυσματικό δυναμικό, πεδίο μαγνητικού διπόλου, μαγνητικά υλικά, μαγνήτιση, μαγνητίζον πεδίο. Εξίσωση Ampere-Maxwell, εξίσωση Faraday, βαθμωτό δυναμικό ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, αμοιβαία επαγωγή, αυτεπαγωγή, κυκλώματα RL, RC, RLC, εξισώσεις Maxwell, θεώρημα διατήρησης ενέργειας, ορμής, εξισώσεις δυναμικών στη βαθμίδα Coulomb, Lorentz, στοιχεία ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.
Ηλεκτροστατική: νόμος Coulomb, ηλεκτρικό πεδίο, δυναμικό, ροή, νόμος Gauss, εξίσωση Poisson, δυναμική ενέργεια, συνοριακές συνθήκες, μέθοδος εικόνων, ηλεκτρικό δίπολο, ανάπτυγμα πολυπόλων, αγωγοί, χωρητικότητα, διηλεκτρικά, πόλωση, ηλεκτρική μετατόπιση. Ηλεκτρικό ρεύμα, εξίσωση συνέχειας, στάσιμο ρεύμα, νόμος Ohm. Μαγνητοστατική: δύναμη Laplace, Lorentz, δύναμη σε ρευματοφόρο αγωγό, μαγνητικό δίπολο, νόμος Biot-Savart, νόμος Ampere, διανυσματικό δυναμικό, πεδίο μαγνητικού διπόλου, μαγνητικά υλικά, μαγνήτιση, μαγνητίζον πεδίο. Εξίσωση Ampere-Maxwell, εξίσωση Faraday, βαθμωτό δυναμικό ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, αμοιβαία επαγωγή, αυτεπαγωγή, κυκλώματα RL, RC, RLC, εξισώσεις Maxwell, θεώρημα διατήρησης ενέργειας, ορμής, εξισώσεις δυναμικών στη βαθμίδα Coulomb, Lorentz, στοιχεία ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.
Syllabus
Περιεχόμενο μαθήματος
Ηλεκτροστατική: νόμος Coulomb, ηλεκτρικό πεδίο, δυναμικό, ροή, νόμος Gauss, εξίσωση Poisson, δυναμική ενέργεια, συνοριακές συνθήκες, μέθοδος εικόνων, ηλεκτρικό δίπολο, ανάπτυγμα πολυπόλων, αγωγοί, χωρητικότητα, διηλεκτρικά, πόλωση, ηλεκτρική μετατόπιση. Ηλεκτρικό ρεύμα, εξίσωση συνέχειας, στάσιμο ρεύμα, νόμος Ohm. Μαγνητοστατική: δύναμη Laplace, Lorentz, δύναμη σε ρευματοφόρο αγωγό, μαγνητικό δίπολο, νόμος Biot-Savart, νόμος Ampere, διανυσματικό δυναμικό, πεδίο μαγνητικού διπόλου, μαγνητικά υλικά, μαγνήτιση, μαγνητίζον πεδίο. Εξίσωση Ampere-Maxwell, εξίσωση Faraday, βαθμωτό δυναμικό ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, αμοιβαία επαγωγή, αυτεπαγωγή, κυκλώματα RL, RC, RLC, εξισώσεις Maxwell, θεώρημα διατήρησης ενέργειας, ορμής, εξισώσεις δυναμικών στη βαθμίδα Coulomb, Lorentz, στοιχεία ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.
Μαθησιακοί στόχοι
Το μάθημα καλύπτει και επεκτείνει ύλη, η οποία κανονικά καλύπτεται στα τελευταία χρόνια του λυκείου, χρησιμοποιώντας όμως ανώτερα μαθηματικά. Ένας από τους βασικούς του στόχους είναι να εισάγει τους μαθητές στη χρήση του διαφορικού λογισμού και της διανυσματικής ανάλυσης στη μελέτη των νόμων της ηλεκτροστατικής, της μαγνητοστατικής και του ηλεκτρομαγνητισμού. Διάφορα θεωρήματα και εξισώσεις (π.χ. εξισώσεις Gauss, Biot-Savart, Ampere, Faraday, Maxwell) θα πρέπει να κατανοηθούν στη γενική τους μορφή και όχι απλώς στις ειδικές περιπτώσεις που εμφανίζονται στα σχολικά εγχειρίδια. Πέραν αυτού, ένας στόχος του μαθήματος είναι η φυσική και μαθηματική μελέτη πιο προχωρημένων θεμάτων του ηλεκτρισμού και μαγνητισμού, όπως η μέθοδος των εικόνων, το ηλεκτρικό δίπολο, τα μαγνητικά υλικά, το βαθμωτό και διανυσματικό δυναμικό του ηλεκτρομαγνητισμού, τα θεωρήματα διατήρησης της ενέργειας και της ορμής και στοιχείων ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.
Βιβλιογραφία
- Φυσική, Τόμος Β, Ηλεκτρομαγνητισμός, Σύγχρονη Φυσική, Σχετικότητα, Halliday, Rensick, Walker, Εκδόσεις Gutenberg. Ένα κλασσικό βιβλίο το οποίο δίνεται ως βασικό.
- Θεμελιώδης πανεπιστημιακή φυσική, Τόμος ΙΙ, Πεδία και κύματα (Ηλεκτρομαγνητισμός), Alonso, Finn, μετάφραση Λ. Ρεσβάνη και T. Φίλιππα. Πολύ καλό, κλασσικό βιβλίο με μερικά θέματα πιο προχωρημένα, προτείνεται σαν δεύτερο βιβλίο.
- Φυσική για επιστήμονες και μηχανικούς,Τόμος IΙ, Ηλεκτρομαγνητισμός, R. Serway, μετάφραση Λ. Ρεσβάνη. Απλό βιβλίο, για όσους συναντούν δυσκολία με τα προηγούμενα βιβλία.
Μέθοδοι διδασκαλίας
Δια ζώσης διδασκαλία.
Μέθοδοι αξιολόγησης
Τελική γραπτή εξέταση.
Προαπαιτούμενα
Φυσική Ι (κωδικός μαθήματος : 321-2353)
Διδάσκοντες
Γεώργιος Κοφινάς
Σύντομο Βιογραφικό στον σύνδεσμο:
http://www.icsd.aegean.gr/icsd/prosopiko/members.php?category=dep&member=1148
Ομάδα στόχος
Οι φοιτητές του Τμήματος Μηχανικών Πληροφοριακών και Επικοινωνιακών Συστημάτων.
Προτεινόμενα συγγράμματα
- Φυσική, Τόμος Β, Ηλεκτρομαγνητισμός, Σύγχρονη Φυσική, Σχετικότητα, Halliday, Rensick, Walker, Εκδόσεις Gutenberg.
- Θεμελιώδης πανεπιστημιακή φυσική, Τόμος ΙΙ, Πεδία και κύματα (Ηλεκτρομαγνητισμός), Alonso, Finn, μετάφραση Λ. Ρεσβάνη και T. Φίλιππα.
- Φυσική για επιστήμονες και μηχανικούς,Τόμος IΙ, Ηλεκτρομαγνητισμός, R. Serway, μετάφραση Λ. Ρεσβάνη.
Ηλεκτροστατική: νόμος Coulomb, ηλεκτρικό πεδίο, δυναμικό, ροή, νόμος Gauss, εξίσωση Poisson, δυναμική ενέργεια, συνοριακές συνθήκες, μέθοδος εικόνων, ηλεκτρικό δίπολο, ανάπτυγμα πολυπόλων, αγωγοί, χωρητικότητα, διηλεκτρικά, πόλωση, ηλεκτρική μετατόπιση. Ηλεκτρικό ρεύμα, εξίσωση συνέχειας, στάσιμο ρεύμα, νόμος Ohm. Μαγνητοστατική: δύναμη Laplace, Lorentz, δύναμη σε ρευματοφόρο αγωγό, μαγνητικό δίπολο, νόμος Biot-Savart, νόμος Ampere, διανυσματικό δυναμικό, πεδίο μαγνητικού διπόλου, μαγνητικά υλικά, μαγνήτιση, μαγνητίζον πεδίο. Εξίσωση Ampere-Maxwell, εξίσωση Faraday, βαθμωτό δυναμικό ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, αμοιβαία επαγωγή, αυτεπαγωγή, κυκλώματα RL, RC, RLC, εξισώσεις Maxwell, θεώρημα διατήρησης ενέργειας, ορμής, εξισώσεις δυναμικών στη βαθμίδα Coulomb, Lorentz, στοιχεία ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.
Το μάθημα καλύπτει και επεκτείνει ύλη, η οποία κανονικά καλύπτεται στα τελευταία χρόνια του λυκείου, χρησιμοποιώντας όμως ανώτερα μαθηματικά. Ένας από τους βασικούς του στόχους είναι να εισάγει τους μαθητές στη χρήση του διαφορικού λογισμού και της διανυσματικής ανάλυσης στη μελέτη των νόμων της ηλεκτροστατικής, της μαγνητοστατικής και του ηλεκτρομαγνητισμού. Διάφορα θεωρήματα και εξισώσεις (π.χ. εξισώσεις Gauss, Biot-Savart, Ampere, Faraday, Maxwell) θα πρέπει να κατανοηθούν στη γενική τους μορφή και όχι απλώς στις ειδικές περιπτώσεις που εμφανίζονται στα σχολικά εγχειρίδια. Πέραν αυτού, ένας στόχος του μαθήματος είναι η φυσική και μαθηματική μελέτη πιο προχωρημένων θεμάτων του ηλεκτρισμού και μαγνητισμού, όπως η μέθοδος των εικόνων, το ηλεκτρικό δίπολο, τα μαγνητικά υλικά, το βαθμωτό και διανυσματικό δυναμικό του ηλεκτρομαγνητισμού, τα θεωρήματα διατήρησης της ενέργειας και της ορμής και στοιχείων ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.
- Φυσική, Τόμος Β, Ηλεκτρομαγνητισμός, Σύγχρονη Φυσική, Σχετικότητα, Halliday, Rensick, Walker, Εκδόσεις Gutenberg. Ένα κλασσικό βιβλίο το οποίο δίνεται ως βασικό.
- Θεμελιώδης πανεπιστημιακή φυσική, Τόμος ΙΙ, Πεδία και κύματα (Ηλεκτρομαγνητισμός), Alonso, Finn, μετάφραση Λ. Ρεσβάνη και T. Φίλιππα. Πολύ καλό, κλασσικό βιβλίο με μερικά θέματα πιο προχωρημένα, προτείνεται σαν δεύτερο βιβλίο.
- Φυσική για επιστήμονες και μηχανικούς,Τόμος IΙ, Ηλεκτρομαγνητισμός, R. Serway, μετάφραση Λ. Ρεσβάνη. Απλό βιβλίο, για όσους συναντούν δυσκολία με τα προηγούμενα βιβλία.
Δια ζώσης διδασκαλία.
Τελική γραπτή εξέταση.
Φυσική Ι (κωδικός μαθήματος : 321-2353)
Γεώργιος Κοφινάς
Σύντομο Βιογραφικό στον σύνδεσμο:
http://www.icsd.aegean.gr/icsd/prosopiko/members.php?category=dep&member=1148
Οι φοιτητές του Τμήματος Μηχανικών Πληροφοριακών και Επικοινωνιακών Συστημάτων.
- Φυσική, Τόμος Β, Ηλεκτρομαγνητισμός, Σύγχρονη Φυσική, Σχετικότητα, Halliday, Rensick, Walker, Εκδόσεις Gutenberg.
- Θεμελιώδης πανεπιστημιακή φυσική, Τόμος ΙΙ, Πεδία και κύματα (Ηλεκτρομαγνητισμός), Alonso, Finn, μετάφραση Λ. Ρεσβάνη και T. Φίλιππα.
- Φυσική για επιστήμονες και μηχανικούς,Τόμος IΙ, Ηλεκτρομαγνητισμός, R. Serway, μετάφραση Λ. Ρεσβάνη.
Ηλεκτρική αλληλεπίδραση. Νόμος Coulomb, ένταση ηλεκτρικού πεδίου, δυναμική ενέργεια, νόμος Gauss, ηλεκτρική ροή, διαφορική μορφή νόμου Gauss, εξίσωση Poisson, εξίσωση Laplace, παραδείγματα, συνοριακές συνθήκες, μέθοδος εικόνων. Διπολική ροπή, ηλεκτρική πόλωση, πεδίο διπόλου, ηλεκτρικό τετράπολο, πολυπολική ανάπτυξη. Δύναμη, ροπή, δυναμική ενέργεια πεπερασμένης κατανομής φορτίου. Αγωγοί, χωρητικότητα.
Διηλεκτρικά. Πόλωση διηλεκτρικού, πεδίο πολωμένης σφαίρας, ηλεκτρική μετατόπιση, νόμος Gauss για διηλεκτρικά, διηλεκτρική σταθερά, διηλεκτρική σφαίρα σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο, παραδείγματα.
Ηλεκτρικό ρεύμα. Ένταση ηλεκτρικού ρεύματος, πυκνότητα ρεύματος, εξίσωση συνέχειας, στάσιμο ρεύμα, νόμος Ohm, ταχύτητα διολίσθησης, έργο κατά την κίνηση φορτίου, κλασσικό μοντέλο αγωγιμότητας, ηλεκτρική αγωγιμότητα, ηλεκτρική αντίσταση, συνδεσμολογία αντιστάσεων, φόρτιση-εκφόρτιση πυκνωτή.
Μαγνητική αλληλεπίδραση. Ένταση μαγνητικού πεδίου, δύναμη Lorentz, κίνηση φορτίου σε μαγνητικό πεδίο, δύναμη και ροπή σε ηλεκτροφόρο αγωγό εντός μαγνητικού πεδίου, μαγνητική διπολική ροπή, μαγνητικό δίπολο, μαγνήτιση, νόμος Biot-Savart, νόμος Gauss μαγνητισμού, νόμος Ampere, παραδείγματα, διανυσματικό δυναμικό, συνοριακές συνθήκες, πεδίο μαγνητικού διπόλου, μαγνητικό πεδίου μαγνητικού τετραπόλου.
Μαγνητικά πεδία στην ύλη. Ρεύμα μαγνήτισης, δέσμιο ρεύμα, πεδίο ομοιόμορφα μαγνητισμένης σφαίρας, μαγνητίζον πεδίο, συνοριακές συνθήκες, βαθμωτό δυναμικό, βαθμωτό δυναμικό ομοιόμορφα μαγνητισμένης σφαίρας, μαγνητική διαπερατότητα.
Χρονομεταβαλλόμενα πεδία. Εξίσωση Ampere-Laplace, εξίσωση Faraday, παραδείγματα, εξισώσεις Maxwell, αμοιβαία επαγωγή, αυτεπαγωγή, θεώρημα αντιστροφής, ενέργεια μαγνητικού πεδίου, συνεχή κυκλώματα RLC, διατήρηση ενέργειας και ορμής συστήματος φορτίων-πεδίων (θεώρημα Poynting), εξισώσεις ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, ηλεκτρομαγνητικά κύματα.
Open Academic Course
Num. of Visits : 4288
Num. of Hits : 21229
