CURSO ACADÉMICO 2008/2009
Facultad de Física
Dep. Electrónica y Electromagnetismo Electrodinámica Clásica
DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA
Titulación: LICENCIADO EN FÍSICA (Plan 98) (1998) Nombre: Electrodinámica Clásica
Código:960024 Año del plan de estudio:1998
Tipo:Troncal
Créditos totales (LRU):6,00 Créditos LRU teóricos:4,50 Créditos LRU prácticos:1,50 Créditos totales (ECTS):6,00 Créditos ECTS teóricos:4,50 Créditos ECTS prácticos:1,50 Horas de trabajo del alumno por crédito ECTS:1,50
Curso:4 Cuatrimestre: 1
º
Ciclo:2Coordinador:ALBERTO TOMAS PEREZ IZQUIERDO
DATOS BÁSICOS DE LOS PROFESORES
Nombre Departamento Despacho email
ALBERTO TOMAS PEREZ IZQUIERDO (Coordinador)
Electrónica y Electromagnetismo FACULTAD DE FÍSICA. Planta 3ª [email protected]
ANTONIO CASTELLANOS MATA Electrónica y Electromagnetismo FACULTAD DE FÍSICA. Planta 3ª [email protected]
DATOS ESPECÍFICOS DE LA ASIGNATURA
1. Descriptores:
Ondas electromagnéticas, radiación de cargas en movimiento; desarrollos multipolares y efectos relativistas.
2. Situación:
2.1. Conocimientos y destrezas previos:
2.1 Conocimientos y destrezas previos:
Esta asignatura requiere conocimientos previos básicos de Electricidad y Magnetismo, por ello se debe haber cursado previamente la asignatura de tercer curso "Electromagnetismo". Igualmente es conveniente haber cursado la asignatura de tercer curso "Óptica". La Electrodinámica hace uso de todo el bagaje matemático aprendido en la carrera, desde el cálculo integral y diferencial a las ecuaciones en derviadas parciales, los números complejos o el análisis de Fourier. Es, por lo tanto, necesario que el alumno haya cursado todas las asignaturas de matemáticas de los cursos anteriores.
2.2. Contexto dentro de la titulación:
La Electrodinámica Clásica es la culminación de la física previa a la mecánica cuántica. El electromagnetismo es una de las grandes ramas de la física, por lo que la Electrodinámica es una disciplina a estudiar por sí misma. Además, los
conocimientos adquiridos en esta asignatura son importantes para entender la mecánica cuántica relativista o la teoría cuántica de campos, ya que es en Electrodinámica donde se estudia la Teoría Especial de la Relatividad y su formalismo matemático.
2.3. Recomendaciones:
Se recomienda al alumno, además de haber cursado las asignaturas ya mencionadas, matricularse simultáneamente de la asignatura Técnicas Experimentales en Electrodinámica Clásica, que supone un complemento, tanto temático como metodológico a la asignatura teórica.
2.4. Adaptaciones para estudiantes con necesidades especiales:
No se precisa
3. Competencias:
3.1. Competencias transversales/genéricas:
1: Se entrena débilmente.
2: Se entrena de forma moderada.
3: Se entrena de forma intensa.
4: Entrenamiento definitivo de la competencia (no se volverá a entrenar después).
Competencias Valoración
Referencia 1 2 3 4
Capacidad de análisis y síntesis Capacidad de organizar y planificar
Conocimientos generales básicos Solidez en los conocimientos básicos de la profesión
Comunicación escrita en la lengua nativa Conocimiento de una segunda lengua Habilidades elementales en informática
Habilidades para recuperar y analizar información desde diferentes fuentes Resolución de problemas
Toma de decisiones Capacidad de crítica y autocrítica
Trabajo en equipo Habilidades para trabajar en grupo Habilidad para trabajar en un contexto internacional
Capacidad para aplicar la teoría a la práctica Habilidades de investigación
Capacidad de aprender Capacidad de generar nuevas ideas Habilidad para trabajar de forma autónoma
3.2. Competencias específicas:
Conocimiento y comprensión de los fenómenos y de las teorías físicas más importantes. Capacidad de estimar órdenes de magnitud para interpretar fenómenos diversos.
Capacidad de profundizar en la aplicación de los conocimientos matemáticos en el contexto general de la física. Capacidad de modelado de fenómenos complejos, trasladando un problema físico al lenguaje matemático. Capacidad de trasmitir conocimientos de forma clara tanto en ámbitos docentes como no docentes.
4. Objetivos:
Esta asignatura está dedicada al estudio de las bases fundamentales de la electrodinámica: ecuaciones de Maxwell, radiación de ondas electromagnéticas, relatividad y electromagnetismo relativista.
5. Metodología:
Las clases tienen lugar en un aula con pizarra. En las clases se combinan, sin separación explícita, los desarrollos teóricos con los ejercicios prácticos. Se sigue un libro de texto para que el alumno disponga de un material de estudio libre de errores. Este libro marca el nivel exigible a los alumnos tanto en teoría como en problemas. Cuando el tema a tratar lo permite se realizan experiencias de cátedra y
presentaciones por ordenador.
5.a Número de horas de trabajo del alumno
PRIMER SEMESTRE. Actividades y horas:
•
Teoría (Horas presenciales + Horas no presenciales = Total de horas): 42,00 + 21,00 = 63,00•
Prácticas (Horas presenciales + Horas no presenciales = Total de horas): 8,00 + 4,00 = 12,00•
Exámenes (Total de horas): 10,00•
Trabajo de Investigación (Horas presenciales + Horas no presenciales = Total de horas): 0,00 + 0,00 = 0,00 6. Técnicas Docentes:Sesiones académicas teóricas:[X] Exposición y debate: [ ] Tutorías especializadas:[ ]
Sesiones académicas prácticas:[X] Visitas y excursiones: [ ] Controles de lecturas obligatorias: [ ]
7. Bloques Temáticos:
1.- ELECTRODINÁMICA Y RELATIVIDAD 2.- RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA
8. Bibliografía
8.1. General:
A continuación se lista la bibliografía general de la asignatura
- Rodríguez Danta, Marcelo.Campos electromagnéticos /Marcelo Rodríguez Danta, Antonio González Fernández, Consuelo Bellver
Cebreros.2a ed. (1999.) ISBN 84-472-0540-1
- Ramo, Simón.Campos y ondas :aplicación a las comunicaciones electrónicas /Simón Ramo, John R. Whinnery, Theodore van Duzer. (1974.) - Panofsky, Wolfgang Kurt Hermann,Classical electricity and magnetism /Wolfgang K.H. Panofsky, Melba Phillips.2nd ed. (2005.) ISBN 0486439240
Classical electrodynamics /Julian Schwinger... [et al.] (1998.) ISBN 0-7382-0056-5
- Di Bartolo, Baldassare.Classical theory of electromagnetism /Baldassare Di Bartolo. (1991.) ISBN 0-13-249194-X - Jackson, John David.Electrodinámica clásica /J.D. Jackson.[2a ed.] (1980.)
- Griffiths, David J.Introduction to electrodynamics /David J. Griffiths.[3rd ed.], repr. with corr. (1999.) ISBN 0-13-805326-X - Brau, Charles A.Modern problems in classical electrodynamics /Charles A. Brau. (2004.) ISBN 0195146654
- González Fernández, Antonio de la Cruz.Problemas de campos electromagnéticos /Antonio González Fernández ([2005]) ISBN 8448145259
- Landau, Lev Davidovich.Teoría clásica de los campos /L.D. Landau, E.M. Lifshitz.2a ed. corr. (1981.) ISBN 84-291-4082-4
8.2. Específica :
Los siguientes libros son específicos de la teoría especial de la relatividad: - A. A. Sazánov. El Universo Tetradimensional de Minkwoski. Ed. Mir - I. I. Vorobiov. La Teoría de la Relatividad en Problemas. Ed. Mir
- W. G. V. Rosser. An Introduction to the Theory of Relativity. Butterworth Scientific Publications - R. Resnick. Introducción a la Teoría Especial de la Relatividad. Ed. Limusa
- J. H. Smith. Introducción a la relatividad especial. Ed. Reverté - A. P. French. Relatividad Especial. Ed. Reverté
- W. Rindler. Introduction to Special Relativity. Ed. Oxford Science Publications.
9. Técnicas de evaluación:
La evaluación se realizará mediante pruebas escritas individuales.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y CALIFICACIÓN:
Se establece el siguiente procedimiento de evaluación continua: Cada dos semanas se realizará en horario de clase un pequeño ejercicio de media hora de duración. Este ejercicio consistirá en un problema corto, parte de un problema, una cuestión teórica o una pequeña demostración, y estará relacionado con la materia que se haya dado durante las dos semanas anteriores. Los alumnos que se acojan a este procedimiento deben realizar todos los ejercicios. Si la media de los resultados
obtenidos es mayor que cinco al alumno le bastará obtener un 3 en el examen final para aprobar la asignatura.
La nota final será en ese caso de 5 si la nota del examen final es mayor o igual que 3 pero inferior a 5, o la nota del examen final si ésta es superior a 5.
Los alumnos que no se acojan al procedimiento de evaluación continua deberán realizar el examen final y la nota final será la que obtengan en este examen.
10. Organización docente semanal(Número de horas que a ese tipo de sesión va a dedicar el estudiante cada semana) H: Horas presenciales
HORAS SEMANALES Teoría Prácticas Trabajo de Investigación Exámenes Temario
Primer Semestre H Total H Total H Total Total
-Nº total de horas 42,00 63,00 8,00 12,00 0,00 0,00 10,00 -1ªSemana 3,00 4,50 1,00 1,50 0,00 0,00 0,00 1 2ªSemana 3,00 4,50 0,00 0,00 0,00 0,00 1,00 2 3ªSemana 3,00 4,50 1,00 1,50 0,00 0,00 0,00 3 4ªSemana 3,00 4,50 0,00 0,00 0,00 0,00 1,00 3 5ªSemana 3,00 4,50 1,00 1,50 0,00 0,00 0,00 4 6ªSemana 3,00 4,50 0,00 0,00 0,00 0,00 1,00 4 7ªSemana 3,00 4,50 1,00 1,50 0,00 0,00 0,00 5 8ªSemana 3,00 4,50 0,00 0,00 0,00 0,00 1,00 5 9ªSemana 3,00 4,50 1,00 1,50 0,00 0,00 0,00 6 10ªSemana 3,00 4,50 0,00 0,00 0,00 0,00 1,00 7 11ªSemana 3,00 4,50 1,00 1,50 0,00 0,00 0,00 8 12ªSemana 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 8 13ªSemana 3,00 4,50 1,00 1,50 0,00 0,00 0,00 9 14ªSemana 3,00 4,50 0,00 0,00 0,00 0,00 1,00 10 15ªSemana 3,00 4,50 1,00 1,50 0,00 0,00 0,00 10 17ªSemana 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 4,00 -11. Temario desarrollado
BLOQUE 1: ELECTRODINÁMICA Y RELATIVIDAD
TEMA 1: Ecuaciones de Maxwell: Teorema de Poynting (8.1.2). EnergÍa y momento asociados a una onda electromagnética (9.2.3).
TEMA 2: Formulación potencial de la electrodinámica (10.1, 10.2): Potenciales escalar y vectorial. Transformaciones gauge.
TEMA 3: La teoría especial de la relatividad (12.1): Los postulados de Einstein. Simultaneidad, dilatación del tiempo y contracción de las longitudes. Las transformaciones de Lorentz. La estructura del espacio-tiempo.
TEMA 4: Mecánica relativista (12.2): Tiempo propio. Energía y momento. Cinemática relativista. Dinámica relativista.
TEMA 5: Electrodinámica y relatividad (12.3): Transformación relativista de las fuentes. Transformación relativista de los campos.
TEMA 6: Formulación covariante del electromagnetismo (12.3): El tensor del campo electromagnético. Formulación potencial de la electrodinámica relativista.
BLOQUE 2: RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA
TEMA 7: Solución general de las ecuaciones de Maxwell: Potenciales retardados (10.2.1). Ecuaciones de Jefimenko (10.2.2).
TEMA 8: Carga puntual en movimiento: Potenciales de Lienard-Wiechert (10.3): Campos eléctrico y magnético producidos por una carga puntual en movimiento.
TEMA 9: Radiación por una carga puntual (11.2.1): Potencia radiada por una carga puntual en movimiento.
TEMA 10: Radiación dipolar (11.1): Radiación por un dipolo eléctrico. Radiación por un dipolo magnético. Radiación por una distribución cualquiera de cargas y corrientes.
Nota: los números entre paréntesis indican el apartado correspondiente del libro de texto en su tercera edición.
13. Horarios de clases y fechas de exámenes
