Τίτλος Μαθήματος Φυσική
Κωδικός Μαθήματος 321-2052
Εξάμηνο 1
ECTS 5
Ώρες (Θεωρία) 3
Ώρες (Εργαστηρίο) 2
Διδάσκοντας 321-2052

Ύλη 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 ΗΜ πεδίου, αμοιβαία επαγωγή, αυτεπαγωγή, κυκλώματα RL, RC, RLC, εξισώσεις Maxwell, θεώρημα διατήρησης ενέργειας, ορμής, εξισώσεις δυναμικών στη βαθμίδα Coulomb, Lorentz, στοιχεία ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.

Επιδιωκόμενα μαθησιακά αποτελέσματα

Το μάθημα καλύπτει και επεκτείνει ύλη η οποία κανονικά καλύπτεται στα τελευταία χρόνια του λυκείου αλλά χρησιμοποιώντας 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. Χρησιμοποιώντας ολοκληρώματα πρέπει ο φοιτητής να είναι σε θέση να υπολογίζει το πεδίο και το δυναμικό διαφόρων κατανομών φορτίου που έχουν κάποια συμμετρία στη γεωμετρία τους ή αντίστοιχα το μαγνητικό πεδίο κινούμενων φορτίων και ρευμάτων. 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.

Προαπαιτούμενα

Δεν απαιτούνται.

Εγχειρίδια του μαθήματος

1. Φυσική, Τόμος B, Ηλεκτρομαγνητισμός, Halliday, Rensick, Walker, Εκδόσεις Gutenberg.
2. Σημειώσεις Διδάσκοντα.

Συμπληρωματική βιβλιογραφία

1. Physics for Scientists and Engineers, Τόμος II Ηλεκτρομαγνητισμός, R. Serway, μετάφραση Λ. Ρεσβάνη.
2. Θεμελιώδης πανεπιστημιακή φυσική, Τόμος II, Ηλεκτρομαγνητισμός, Alonso,Finn, μετάφραση Λ. Ρεσβάνη, Τ. Φίλιππα.
3. Μαθήματα φυσικής πανεπιστημίου Berkeley, Τόμος 2, Ηλεκτρισμός, Μαγνητισμός, Εργαστήρια φυσικής ΕΜΠ.

Διδακτικές και μαθησιακές μέθοδοι

Ατομικές και ομαδικές εργασίες, μικρά τεστ στη μορφή κουίζ, τελική γραπτή εξέταση.

Δραστηριότητα Φόρτος Εργασίας Εξαμήνου
Διαλέξεις 39 ώρες
Φροντιστηριακές ώρες 26 ώρες
Προσωπική μελέτη 56 ώρες
Πρόοδος 1 ώρα
Τελική εξέταση 3 ώρες
Σύνολο Μαθήματος 125 ώρες (5 ECTS)

Μέθοδοι αξιολόγησης / βαθμολόγησης

Παράδοση θεωρίας με παραδείγματα, επίλυση ασκήσεων στο μάθημα και στο φροντιστήριο.

Γλώσσα διδασκαλίας

Ελληνικά (Αγγλικά αν υπάρχουν φοιτητές/φοιτήτριες ERASMUS)

Τρόπος παράδοσης μαθήματος

Φυσική Παρουσία.