Disciplina Curricular
Eletrodinâmica Clássica ECla
Licenciatura Bolonha em Química - 5_Plano 2015/16 a 2018/19
Peso
6.0 (para cálculo da média)
Objectivos
Apresentar aos alunos os conceitos da Eletrodinâmica Clássica que complementam aqueles que já foram introduzidos na disciplina de Electromagnetismo. Em particular, partindo da teoria de Maxwell na forma diferencial, desenvolve-se a sua aplicação ao estudo das propriedades dos campos em meios materiais e das ondas electromagnéticas, bem assim como a formulação relativista da electrodinâmica. Desta forma, pretende-se que os alunos sejam capazes de: • Compreender, assimilar e dominar os fundamentos teóricos da matéria lecionada.? • Desenvolver as suas competencias por forma a compreender e resolver problemas sobre a matéria dada, já a um nível intermédio de dificuldade.
Programa
1. A Teoria de Maxwell do Electromagnetismo. 1.1. Potenciais escalar e vector. Teorema de Helmholtz. 1.2. Campos electrostático e de indução magnética. 1.3. Regime não-estacionário e corrente de deslocamento de Maxwell. 1.4. A Teoria de Maxwell sob a forma diferencial 1.5. Transformações de "gauge". 2. Energia Electrostática, Multipolos Electricos e Meios Dieléctricos, 2.1. Energia de uma distribuição estática de carga. 2.2. O dipole eléctrico. 2.3. O quadrupólo electrico. 2.4. Desenvolvimento em multipólos do potencial escalar. 2.5. Energia de uma distribjuição de carga num campo exterior. 2.6. Polarização eléctrica. Cargas e correntes de polarização. 2.7. Potencial eléctrico criado por cargas de polarização, Lei de Gauss em dieléctricos e campo de deslocsamento D. 2.8. Classificação dos dieléctricos. 2.9. Energia armazenada no campo na presença de dieléctricos. 2.10. Campo no interior do dieléctrico, campo em cavidades num dieléctrico. 2.11. Permitividade relative de gases e líquidos não polares. 3. Solução da Equação de Laplace. 3.1 Teorema da unicidade 3.2 Fórmulas de Green e função de Green. 3.3 O método das imagens. 3.4 Solução da equação de Laplace por separação de variáveis. 4. Energia magnética, dipolos magnéicos e magnetismo em meios materiais. 4.1 Energia armazenada num campo de indução magnética. Energia em função da indução magnética B. 4.2. Indutância própria e mutua. 4.3. Desenvolvimento multipolar do potencial vector. 4.4. Momento sobre uma espira percorrida por corrente. 4.5. Vector magnetização. Correntes de magnetização. 4.6. Campo de intensidade magnética H. Condições de fronteira para os campo B. H e M. 4.7. Materiais magnéticos homogeneos, lineares e isotrópicos. 4.8. Potencial escalar magnético. Modelo das cargas magnéticas. 4.9. Energia armazenada no campo magnético na presença de meios magnéticos. 4.10. Materiais ferromagnéticos. 5. Ondas electromagnéticas. 5.1. Ondas elctromagnéticas a partir das equações de Maxwell. 5.2. Ondas planas monocromáticas. 5.3. Polarização. 5.4. Ondas nos meios condutores. 5.5. Dispersão em meios dieléctricos, condutores e plasmas 5.6. Fundamentos electromagnéticos da Óptica Geométrica. 5.7. Campo e radiação produzidos por fontes oscilantes localizadas. 5.8. Campos eléctricos e magnéticos nas diferentes zonas. Antena linear. 6. Relatividade Restrita 6.1. Ideias fundamentais da Teoria da Relatividade Restrita. 6.2. Postulados de Einstein. 6.3. Formulação 4-dimensional Teoria da Relatividade Restrita no espaço-tempo de Minkowski. 7. Electrodinâmica relativista. 7.1. Electrodinâmica relativista no vácuo. 7.2. Invariância da carga eléctrica. 7.3. Transcrição 4-dimensional das equações de Maxwell em Teoria da Relatividade Restrita. 7.4. Covariância da electrodinâmica 7.5. Elementos de dinâmica de partículas relativistas.
Métodos de ensino e avaliação
Apresentação oral dos tópicos da material (usando o quadro e elementos projectados), resolução auxiliada de problemas.