-
Partager cette page
PHYS-F202
Relativité, électromagnétisme et optique ondulatoire
Titulaire(s) du cours
Petr TINIAKOV (Coordonnateur)Crédits ECTS
10
Langue(s) d'enseignement
français
Contenu du cours
1. Special relativity
- Lorentz transformations
- Velocity composition
- Formalism of 4-vectors
- Relativistic mechanics of a point particle
- Particle decay and collisions
2. Electrostatics in vacuum
- Gauss’ law
- Scalar potential
- Poisson and Laplace equations
- Method of Green’s function
- Boundary conditions for E and φ
- Energy of the electric field
- Multipole expansion
- Method of images
- Separation of variables in Laplace equation; Bessel functions; Legendre polynomials
3. Magnetostatics in vacuum
- Ampere’s law
- Vector potential; gauge invariance
- Multipole expansion
- Faraday induction law
- Energy of the magnetic field
4. Maxwell’s equations in vacuum
5. Electric and magnetic fields in media
- Polarization; electric displacement
- Relation between P and E
- Boundary conditions at the boundary between two dielectrics
- Energy of electric field in the presence of dielectrics
- Magnetization
- Relation between B and H
- Energy of magnetic field in medium
- Maxwell’s equations in medium
6. Charged particle in the electromagnetic field
- Lorentz force; relativistic equation of motion
- Motion in a uniform electric field
- Motion in a uniform magnetic field
- Motion in a slowly-varying magnetic field
- Motion in constant electric and magnetic fields
- Drift due to curvature of magnetic field lines
7. Electromagnetic waves
- d’Alambert equation
- General plane wave solution
- Monochromatic plane waves
- Polarization; Stokes parameters
- Energy and momentum of EM wave; Poynting theorem
- EM waves in media
- Reflection and refraction at the boundary of two dielectrics
- Interference of waves; diffraction
8. Emission of EM waves
- Fields of moving charges; retarded potentials
- Lienard-Vichert potentials
- EM fields at large distances; dipole emission
Objectifs (et/ou acquis d'apprentissages spécifiques)
Les étudiants apprennent :
(a) les lois de l'électromagnétisme sous la forme relativiste et différentielle moderne
(b) les techniques pratiques de calcul et les méthodes de résolution de problèmes
(a) les lois de l'électromagnétisme sous la forme relativiste et différentielle moderne
(b) les techniques pratiques de calcul et les méthodes de résolution de problèmes
Pré-requis et Co-requis
Cours pré-requis
Cours ayant celui-ci comme pré-requis
Cours ayant celui-ci comme co-requis
Méthodes d'enseignement et activités d'apprentissages
Le cours est donné au tableau avec des démonstrations de tous les points clés en temps réel.
Langue : Français.
Autres renseignements
Campus
Plaine
Evaluation
Méthode(s) d'évaluation
- Travail personnel
- Examen écrit
Travail personnel
Examen écrit
Session 1. Examen écrit divisé en 2 parties : examen de janvier de 4h sur la matière de Q1, et examen de juin de 4h sur la matière de Q2. La note finale est la moyenne arithmétique des deux notes + un supplément jusqu'à 2 points pour le travail personnel.
Session 2. Examen oral, principalement sur la matière de Q2.
Langue(s) d'évaluation
- français
- (éventuellement anglais )