Eletromagnetismo Avançado
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.
Caracterização geral
Código
11512
Créditos
3.0
Professor responsável
António Carlos Simões Paiva
Horas
Semanais - 3
Totais - 42
Idioma de ensino
Português
Pré-requisitos
Electromagnetismo
Análise I, II e III
Bibliografia
Principal
I.S.Grant and W.R. Phillips, Electromagnetism, 2/E, Wiley, 1991
Secundária
Jorge Loureiro, Eletromagnetismo e Ótica, IST Press, 2019 (apenas cobre uma parte do programa)
Livros mais avançados:
D. J. Griffiths, Introduction to Electrodynamics, 4/Ed, Cambridge Press, 2017
P. Lorrain, D. Corson and F. Lorrain, Electromagnetic Fields and Waves, 2/E, Freeman, 1988
Jorge Loureiro, Elementos de Eletrodinâmica Clássica, IST Press, 2013
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 Electromagnetismo Avançado
Artigo 1º (Classificação da avaliação)
Testes Teóricos
Dois testes com classificações arredondadas à unidade e feitos no horário das aulas teóricas. Cada um dos testes contribuiu com 50% da classificação final da UC.
Exame Final
Alternativamente, é possível obter aprovação ou fazer melhoria em exame.
Artigo 2º – Melhoria de Nota
- Os estudantes que pretendam efectuar melhoria de nota devem cumprir, para esse efeito, as formalidades legais de inscrição.
- Os estudantes que obtenham classificação final descrita no nº 1 superior a 16 valores podem ser admitidos a uma prova oral.
- Na prova oral mencionada no número anterior, os estudantes podem subir ou descer a nota final com a garantia de classificação mínima de 16 valores.
- A ausência à prova oral referida no número anterior traduz a aceitação por parte do estudante da nota final de 16 valores.
- Nos restantes casos, não previstos nos números anteriores, o estudante não melhora a classificação.
Conteúdo
1 PRELIMINARES DE MATEMÁTICA
1.1 O gradiente de um campo escalar
1.2 A divergência e o teorema da divergência
1.3 O Rotacional e o Teorema de Stokes
2 AS EQUAÇÕES DE MAXWELL
2.1 A equação da continuidade
2.3 As Equações de Maxwell
2.4 A Radiação eletromagnética
2.5 As Equações Microscópicas do Campo
3 AS ONDAS ELETROMAGNÉTICAS
3.1 As Ondas Eletromagnéticas em Espaço Livre
3.2 As Ondas Planas e a Polarização
3.2.1 As Ondas Planas em Espaço Livre
3.2.2 Ondas planas em Meios Isolantes Isotrópicos
3.3 A Dispersão
3.4 A Energia das Ondas Eletromagnéticas
3.5 A Absorção de Ondas Planas nos Condutores e o Efeito Pelicular
3.6 A Reflexão e a Transmissão de Ondas Eletromagnéticas
3.6.1 As Condições de Fronteira em Campos Elétricos e Magnéticos
3.6.2 A Reflexão em Interfaces de Dielétricos
3.6.3 A Reflexão em Interfaces Metálicas
3.6.4 A Polarização por Reflexão
3.7 As Ondas Eletromagnéticas e os Fotões
4 AS ONDAS GUIADAS
4.1 A Propagação de Ondas entre Superfícies Condutoras
4.2 Guias de Onda Retangulares
4.2.1 O Modo TE01
4.2.2 Comentários adicionais sobre Guias de Onda
4.3 As Cavidades
4.4 As Linhas de Transmissão
4.4.1 A Propagação de Sinais numa Linha de Transmissão sem Perdas
4.4.2 Tipos práticos de Linha de Transmissão
4.4.3 A linha de transmissão de Condutores Paralelos
4.4.4 O Cabo Coaxial
4.4.5 Reflexões
4.4.6 A Impedância de Entrada de uma Linha Não-Adaptada
4.4.7 As Linhas com Perdas
5 A GERAÇÃO DE ONDAS ELETROMAGNÉTICAS
5.1 Os Potenciais Retardados
5.2 O Dipolo Hertziano
5.3 As Antenas