Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica INAOE

Propedéutico de la coordinación de Óptica

Teoría electromagnética

Teoría electromagnética Introdución La carga eléctrica El campo eléctrico El potencial eléctrico La ley de Gauss La capacitancia y la corriente eléctrica Los campos eléctricos en la materia El campo magnético Los campos magnéticos en la materia La ley de Ampere La inducción y la inductancia Las ecuaciones de Maxwell Las ondas electromagnéticas

La teoría electromagnética I. Introducción (6 horas) II. La carga eléctrica (6 horas, 12 horas) 1. Propiedades de la carga eléctrica 2. Conductor y aislante 3. Ley de Coulomb 4. El principio de superposición III. El campo eléctrico (4 horas, 16 horas) 1. Campo eléctrico y líneas de campo eléctrico 2. Campo eléctrico de diferentes distribuciones de carga 3. Carga puntual y dipolo eléctrico en presencia de un campo eléctrico IV. El potencial eléctrico (5 horas, 21 horas) 1. Energía potencial eléctrica 2. Potencial eléctrico 3. Superficies equipotenciales 4. Relación entre potencial y campo eléctrico 5. Potencial de diferentes distribuciones de carga

La teoría electromagnética V. La ley de Gauss (4 horas, 25 horas) 1. El flujo del campo eléctrico 2. La ley de Gauss 3. Aplicaciones de la ley de Gauss VI. La capacitancia y la corriente eléctrica (4 horas, 29 horas) 1. Capacitancia 2. Cálculo de capacitancia 3. Capacitores en serie y en paralelo 4. Energía almacenada en un campo eléctrico 5. Capacitor con dieléctrico 6. Corriente eléctrica y densidad de corriente VII. Los campos eléctricos en la materia (7 horas, 36 horas) 1. Los conductores, los semiconductores y los dieléctricos 2. La polarización 3. Generalización de la ley de Gauss 4. Campo producido por un dieléctrico polarizado 5. Las condiciones de frontera en los dieléctricos 6. La energía del campo electrostático en los medios materiales

La teoría electromagnética VIII. El campo magnético (5 horas, 41 horas) 1. Definición de campo magnético 2. Fuentes de campo magnético 3. Fuerza magnética sobre un cable de corriente 4. Torca sobre un circuito cerrado de corriente 5. Momento magnético dipolar IX. Los campos magnéticos en la materia (5 horas, 46 horas) 1. La magnetización 2. Los diferentes materiales magnéticos 3. Las condiciones de frontera X. La ley de Ampere (5 horas, 51 horas) 1. Campo magnético debido a una corriente eléctrica 2. Fuerza entre dos cables de corriente paralelos 3. Ley de Ampere 4. Solenoides y toroides

La teoría electromagnética XI. La inducción y la inductancia (3 horas, 54 horas) 1. Ley de Faraday 2. Ley de Lenz 3. Inducción y transferencia de energía 4. Campos eléctricos inducidos 5. Inductores e inductancia 6. Auto-inducción 7. Energía almacenada en un campo magnético 8. Inducción mutua XII. Las ecuaciones de Maxwell (3 horas, 57 horas) 1. Ley de Gauss para el campo magnético 2. Campos magnéticos inducidos 3. La corriente de desplazamiento 4. Las ecuaciones de Maxwell 5. La ecuación de onda XIII. Las ondas electromagnéticas (6 horas, 63 horas) 1. Ondas y su descripción 2. Las ondas electromagnéticas en el vacío 3. La ecuación de onda 4. La luz como una onda electromagnética 5. La confirmación de Hertz

Física General Bibliografía Fundamentals of Physics. Ninth edition. Halliday & Resnick. Walker. ISBN 978-0-470-46911-8 Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics. Seventh Edition. Serway & Jewett 0495112453 Physics for scientists and engineers. Fifth edition. Paul A. Tipler and Gene Mosca. 0716743892 Physics for scientists and engineers. Second edition. Randall D. Knight 0805327363 University physics with modern physics. Sears y Zemansky. Treceava edicion 0321696867 University physics with modern physics. First edition. Wolfgang Bauer & Gary D. Westfall

Electromagnetismo Bibliografía Introduction to electrodynamics. Third edition. David J.Griffiths 013805326X Fundamentos de la Teoria Electromagnetica. Cuarta edición. Reitz Milford Classical Electrodynamics. Third edition. Jackson 047130932X Classical Electromagnetic Theory. Second edition. Jack Vanderlinde 0471572691 Electromagnetic Field Theory for Engineers and Physicists. Günther Lehner 3A978-3-540-76306-2

Bibliografía

Del lunes 15 de mayo al viernes 7 de julio de 2017. Horario Del lunes 15 de mayo al viernes 7 de julio de 2017. Todos los días de 9:30 AM a 11:00 AM.

Exámenes Habrá 4 exámenes Contarán el 70% de la calificación Cada examen contará igual, un 17.5% Se deben presentar todos los exámenes Serán de las 15:00 a las 18:00 En los exámenes podrán consultar libros, notas, usar calculadora y computadora No podrán copiar al compañero. En este caso se requiere de un esfuerzo individual

Viernes 26 de mayo de 15 a 18 Viernes 9 de junio de 15 a 18 Exámenes Viernes 26 de mayo de 15 a 18 Viernes 9 de junio de 15 a 18 Viernes 23 de junio de 15 a 18 Miércoles 5 de julio de 15 a 18

El potencial eléctrico Primer examen Introducción La carga eléctrica El campo eléctrico El potencial eléctrico Viernes 26 de mayo de 15 a 18

La capacitancia y la corriente eléctrica Segundo examen La ley de Gauss La capacitancia y la corriente eléctrica Los campos eléctricos en la materia Viernes 9 de junio de 15 a 18

Los campos magnéticos en la materia Tercer examen El campo magnético Los campos magnéticos en la materia La ley de Ampere Viernes 23 de junio de 15 a 18

La inducción y la inductancia Las ecuaciones de Maxwell Cuarto examen La inducción y la inductancia Las ecuaciones de Maxwell Las ondas electromagnéticas Miércoles 5 de julio de 15 a 18

¿Cómo se calificarán los exámenes? Rigurosamente Si el resultado está mal, automáticamente se descuenta 0.25 del valor del problema Se tendrá en cuenta la presentación (limpieza, orden, gráficas, claridad en la escritura, numeración de las ecuaciones, etc.) Se cuidará que no hayan copiado

Exámenes Puede haber también exámenes orales, de cualquier tema y en cualquier momento del curso.

Tareas Habrá 7 tareas Deberán entregarlas los lunes, antes de la clase Contaran 25% de la calificación del curso Todas tiene que entregarse

Fechas de entrega de las tareas Todos los lunes, ANTES de la clase 22 de mayo 29 de mayo 5 de junio 12 de junio 19 de junio 26 de junio 3 de julio

Tarea 1 Capítulo 21, página 575 (588). 8 problemas Se debe entregar el lunes 22 de mayo antes de la clase Fundamentals of Physics. Ninth edition. Halliday & Resnick. Walker Capítulo 21, página 575 (588). 8 problemas 13, 17, 21, 23, 27, 31, 35, 37 Capítulo 22, página 598 (611). 8 problemas 19, 25, 31, 37, 43, 49, 55, 61

Tarea 2 Capítulo 24, página 648 (661). 8 problemas Se debe entregar el lunes 29 de mayo antes de la clase Fundamentals of Physics. Ninth edition. Halliday & Resnick. Walker Capítulo 24, página 648 (661). 8 problemas 25, 31, 37, 43, 49, 55, 61, 67 Capítulo 23, página 622 (635). 8 problemas 13, 19, 25, 31, 37, 43, 49, 55

Tarea 3 Capítulo 25, página 676 (689). 8 problemas Se debe entregar el lunes 5 de junio antes de la clase Fundamentals of Physics. Ninth edition. Halliday & Resnick. Walker Capítulo 25, página 676 (689). 8 problemas 13, 19, 25, 31, 37, 43, 49, 55 Capítulo 26, página 699 (712). 8 problemas 13, 19, 25, 31, 37, 43, 49, 53

Tarea 4 Capítulo 28, página 757 (770). 8 problemas Se debe entregar el lunes 12 de junio antes de la clase Fundamentals of Physics. Ninth edition. Halliday & Resnick. Walker Capítulo 28, página 757 (770). 8 problemas 5, 7, 11, 17, 23, 25, 41, 49 Capítulo 29, página 783 (796). 8 problemas 7, 17, 29, 37, 41, 43, 47, 53

Tarea 5 Se debe entregar el lunes 19 de junio antes de la clase Fundamentals of Physics. Ninth edition. Halliday & Resnick. Walker Capítulo 30, página 818 (831). 9 problemas 9, 21, 29, 37, 41, 45, 63, 67, 75

Tarea 6 Se debe entregar el lunes 26 de junio antes de la clase Fundamentals of Physics. Ninth edition. Halliday & Resnick. Walker Capítulo 32, página 884 (897). 7 problemas 1, 3, 7, 11, 15, 21, 27

Tarea 7 Se debe entregar el lunes 3 de julio antes de la clase Fundamentals of Physics. Ninth edition. Halliday & Resnick. Walker Capítulo 33, página 915 (928). 6 problemas 1, 5, 11, 17, 21, 29

¿Cómo se calificarán las tareas? Rigurosamente Si el resultado está mal, el problema está mal Se tendrá en cuenta la presentación (limpieza, orden, gráficas, claridad en la escritura, numeración de las ecuaciones, etc.)

Presentar los 4 exámenes y sacar mínimo 6 en todos. 70% Para aprobar Presentar los 4 exámenes y sacar mínimo 6 en todos. 70% Presentar las 7 tareas. Si no están las 7 tareas, tienen 0 en esa parte. 25% Tener un promedio superior a 7

Para aprobar Exámenes 70% Tareas 25% Evaluación personal 5%

Para aprobar el propedéutico La calificación mínima aprobatoria en todas y cada una de las materias es 7.0 Deben aprobar todas y cada una de las materias El promedio general debe ser al menos 8.0

Para entrar a la maestría en Óptica Aprobar el propedéutico Muchas cosas más que les dirán más adelante Entrevistas Examen del CENEVAL Etc.

Condiciones Durante la clase pueden entrar y salir cuando quieran, nada más no lo anuncien y háganlo discreta y silenciosamente Obligatoriamente deben presentar los 4 exámenes. Si les falta un examen, aunque con el promedio de los otros exámenes logren la calificación mínima aprobatoria de 7.0, no aprueban mi parte del curso

Condiciones Pregunten y comenten lo más posible, no importa que me interrumpan. Me encanta que intervengan, la clase se enriquece.

Francisco Soto Eguibar feguibar@inaoep.mx Página WEB del curso Página del curso: http://www.licimep.org Francisco Soto Eguibar feguibar@inaoep.mx

Recordarles lo que ya deberían saber Objetivo del curso Recordarles lo que ya deberían saber Enseñarles algunas cosas necesarias para la maestría Evaluar su capacidad de trabajo Intuir su interés

Programa del curso El programa es sumamente extenso. Cualquiera de los “temas” requiere, como mínimo, un curso regular de un semestre (muchos de 2). La gran mayoría del material lo deben saber de su licenciatura. Dado que hay que cumplir el programa (es mi compromiso y, si ustedes desean aceptarlo, el suyo) debemos ir muy rápido

Lo difícil trivializa todo lo anterior Método de trabajo Muy rápido en los primeros temas, que por lo regular son los fáciles, y un poco menos rápido en los últimos Lo difícil trivializa todo lo anterior

Lo que deben saber Aritmética Álgebra elemental Trigonometría Geometría analítica en dos y tres dimensiones Calculo diferencial e integral en una variable Calculo diferencial e integral en varias variables (Cálculo vectorial) Ecuaciones diferenciales

Lo que deben saber Mecánica elemental Electricidad y magnetismo elemental