Eletromagnetismo Avançado
Código
11512
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Física
Créditos
3.0
Professor responsável
António Carlos Simões Paiva
Horas semanais
3
Total de horas
42
Língua de ensino
Português
Objectivos
O objectivo desta unidade curricular é providenciar um tratamento avançado da teoria da electromagnetismo clássico. No final desta unidade curricular o estudante terá adquirido conhecimentos, aptidões e competências em:
- Processos físicos que ocorrem em sistemas electromagnéticos dinâmicos;
- Processos físicos relacionados com a propagação de ondas electromagnéticas no espaço;
- Processos físicos relacionados com a propagação de ondas electromagnéticas na matéria.
Pré-requisitos
Electromagnetismo
Análise I, II e III
Conteúdo
Análise Vectorial
As leis básicas da Álgebra Vectorial
Sistemas de Coordenadas Ortogonais
Cálculo Diferencial
A função Delta de Dirac
Equações de Maxwell
A alteração da Lei de Ampère
As Equações de Maxwell
Carga Magnética
Equações de Maxwell na matéria
Condições de fronteira
Leis de Conservação
Carga e Energia
A Equação da Continuidade
Teorema de Poynting
Ondas eletromagnéticas
Ondas a uma dimensão
A Equação de onda
Ondas Sinusoidais
Condições de Fronteira: Reflexão e Transmissão
Polarização
Ondas eletromagnéticas no vácuo
A equação de onda para E e B
Ondas Monocromáticas Planas
Energia e Momento em Ondas Eletromagnéticas
Ondas electromagméticas na matéria
Propagação em Meios Lineares
Reflexão e Transmissão na Incidência Normal
Reflexão e transmissão na incidência oblíqua
Absorção e Dispersão
Ondas eletromagnéticas em condutores
Reflexão numa superfície condutora
A dependência em freqüência da permitividade
Ondas Guiadas
Guias de Ondas
Ondas TE e TM num guia de secção retangular
As linhas de transmissão
Potenciais e Campos
A formulação do Potencial
Potenciais escalares e vectoriais
Transformações de padrão
Padrão de Coulomb e Padrão de Lorentz
Distribuições Contínuas
Potenciais Retardados
Bibliografia
D. J. Griffiths, Introduction to Electrodynamics, 4/E, Cambridge Press, 2017
P. Lorrain, D. Corson and F. Lorrain, Electromagnetic Fields and Waves, 2/E, Freeman, 1988 (não cobre completamente o programa, existe versão portuguesa editado pela Fundação Gulbenkian)
Jorge Loureiro, Elementos de Eletrodinâmica Clássica, IST Press, 2013 (avançado e não cobre completamente o programa)
Jorge Loureiro, Eletromagnetismo e Ótica, IST Press, 2019 (apenas cobre uma parte do programa)
A.B. Henriques e J. C. Romão, Electromagnetismo, IST Press, 2006 (não cobre completamente o programa)
L. Brito, M. Fiolhais e C. Providência, Campo Electromagnético, McGraw-Hill de Portugal, 1999 (avançado e não cobre completamente o programa)
Método de ensino
A unidade curricular está dividida numa componente teórica e numa componente prática de problemas. As aulas teóricas serão ministradas em duas sessões com a duração de 45 min, e incluem momentos de avaliação no âmbito de uma avaliação contínua.
Nas aulas práticas, ministradas em duas sessões semanais de 45 min, serão discutidos problemas com o objectivo de verificar fenómenos e processos físicos descritos nas aulas teóricas.
Método de avaliação
Método de Avaliação em EAv
Artigo 1º
De acordo com o Regulamento de Avaliação da FCT a avaliação na Unidade Curricular (UC) “Electromagnetismo Avançado” enquadra-se no tipo Avaliação Contínua.
Artigo 2º (Classificação da avaliação)
Testes Teóricos
Dois testes em Questões de Escolha Múltipla (QEM) com classificações arredondadas à unidade e feitos no horário das aulas teóricas. Cada um dos testes contribuiu com 30% da classificação final da UC e o primeiro deles tem uma classificação mínima de 7 valores; abaixo daquele valor o aluno perde a possibilidade de aprovação em avaliação contínua.
Testes Práticos
Dois testes a fazer em casa, de resolução de problemas, com classificações arredondadas à unidade. Cada um dos testes contribuiu com 20% da classificação final da UC.
Classificação Final (CF)
CF=2T×0.3+TP×0.4,
onde a Classificação Final CF está arredondada à unidade e terá de ser maior ou igual a 10 valores (9.5 valores) para se obter aprovação.
Observações
1. Apesar de a avaliação nos testes não ser cumulativa, e devido à natureza dos assuntos abordados nesta Unidade Curricular, não é excluído que um elemento de avaliação se socorra de conhecimentos anteriores.
2. Os estudantes só poderão ter consigo durante a prova de avaliação presencial:
a. Lápis e borracha (o lápis deverá ser bastante macio, B ou mais, por exemplo);
b. Documento de identificação com fotografia;
c. Uma calculadora científica;
3. Durante a realização das provas não é permitida a utilização de aparelhos electrónicos, tais como máquinas de calcular gráficas, programáveis, “tablets” e telemóveis (os quais devem estar desligados e não podem estar sobre as mesas onde é realizada a prova).
4. Não é permitido desagrafar as folhas dos cadernos com os enunciados.
5. A prova será anulada se não forem satisfeitos os nºs 2, 3 ou 4.
6. Os estudantes que cometam ou que tentem cometer uma fraude numa prova de avaliação (Teste ou Exame) terão a referida prova anulada e ficarão, automaticamente, reprovados na unidade curricular no presente ano lectivo.
7. Todos os testes têm inscrição obrigatória no CLIP.
8. Os estudantes quando contactarem o docente através de mensagem electrónica (email) devem indicar no “Assunto (Subject)” a seguinte informação: “EAv - Nome – Nº de estudante – Assunto”.