Electrodinâmica e Relatividade

Código:

F305

Sigla:

F305

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Física

Ocorrência: 2009/2010 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Física
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Física

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
L:AST	6	Plano de Estudos a partir de 2008	3	-	7,5	-
L:B	0	Plano de estudos a partir de 2008	3	-	7,5	-
L:CC	0	Plano de estudos de 2008 até 2013/14	3	-	7,5	-
L:F	23	Plano de estudos a partir de 2008	3	-	7,5	-
L:G	0	P.E - estudantes com 1ª matricula anterior a 09/10	3	-	7,5	-
		P.E - estudantes com 1ª matricula em 09/10	3	-	7,5	-
L:M	0	Plano de estudos a partir de 2009	3	-	7,5	-
L:Q	0	Plano de estudos Oficial	3	-	7,5	-
M:F	1	Plano de Estudos do Mestrado em Física	1	-	7,5	-
			2
M:M	0	PE do Mestrado em Matemática	2	-	7,5	-

Língua de trabalho

Português

Programa

1. As equações de Maxwell
As fontes do campo: cargas e correntes. Lei local de conservação de carga.
Definição dos campos electrico e magnético: a força de Lorentz. As equações de Maxwell: formas diferencial e integral. Descontinuidades em superfícies. Conservação genérica da energia e do momento do campo. Densidades de energia e momento; fluxos de energia (vector de Poynting) e de momento (tensor de Maxwell).
2. Revisão dos conceitos e resultados fundamentais em electrostática. Expansão multipolar para o potencial electrico e para a energia de interacção. O campo electrico na aproximação dipolar. O campo de potencial na presença de condutores. A polarização electrica. Corrente de polarização.
O campo magnético estacionário: potencial vectorial magnético.. Expansão multipolar: o momento magnético. O campo magnético na aproximação dipolar Energia magnética. A interacção Zeeman. A magnetização: a corrente de magnetização.
As equações de Maxwell na presença de matéria: os campos D e H. Meios lineares, isotrópicos e homogéneos (MLIH): susceptibilidades electrica e magnética, constante dielectrica e permeabilidade magnética.. Forças sobre materias dielectricos ou magnéticos originadas por campos externos.
3. Ondas electromagnéticas.
A equação de onda para o vazio. Conclusões genéricas, Ondas planas e monocromáticas: frequência, comprimento de onda, vector de onda, relação de dispersão, fase e sua velocidade de propagação. Estados de polarização. Sobreposição. Interferências.
Ondas electromagnéticas em MLIH. Susceptibilidades complexas. relação de dispersão, velocidades de propagação de fase e de grupo. Dispersão normal e anómala. Decaímento temporal e atenuação espacial. Propagação de ondas em meios condutores.
4. Reflexão e refracção de ondas electromagnéticas em superfícies planas separando meios distintos. O caso de meios transparente : leis da reflexão e da refracção (Snel). Reflexão total. As relações de Fresnel. Angulo de Brewster. O caso de um dos meios ser condutor. Pressão de radiação.
5. Potencias electromagnéticos. Transformações de padrão. Potencias retardados (padrão de Lorentz). O campo de radiação: sua identificação e expressão genérica. Transversalidade. Radiação por um dipólo electrico. Caracteristicas. Difusão Rayleigh.
6. Relatividade Restrita. O Princípio da relatividade, transformações de Galileu e de Lorentz. Postulados, intervalo relativista, diagrams de espaço-tempo, os fenómenos de dilatação do tempo e da contração do espaço. Cálculo tensorial: quadrivectores, 1-formas e tensores. Tensor impulsão energia, leis de conservação, exemplo de um fluido relativista. Formulação covariante das equações de Maxwell, tensor de Faraday, quadrivector potencial e liberdade padrão.

BIBLIOGRAFIA
R. P. Feynman. R. B. Leighton, M. Sands, 'The Feynman's Lectures on Physics' - vol.2, Addison-Wesley
J. D. Jackson, 'Classical Electrodynamics', J. Wiley
D.J. Griffiths, 'Introduction to Electrodynamics' , Prentice-Hall
R. D'Inverno, 'Introducing Einstein's Relativity', Clarendon Press, Oxford
B. F. Schutz, 'A First Course in General relativity', Cambridge Iniversity Press

Tipo de avaliação

Avaliação por exame final