الكهرومغناطيسية - المستوى الأول
من: 16 سبتمبر 2018 إلى: 05 ديسمبر 2018 (11 اسبوع)
القوة الكهرومغناطيسية هي إحدى القوى التي تحكم الكون، وهي صاحبة المدى الأكبر؛ فكل ما بين الذرات إلى الكواكب يتأثر بشكل أكبر من القوى الكهرومغناطيسية. كل العمليات الكيميائية ومنها الحيوية التي تحصل في أجسادنا تقوم على القوة الكهرومغناطيسية -وإن لم يكن كلاسيكيا- وكل الأجهزة الحديثة من الجوالات وتقنية الاتصالات والليزر تقوم بجوهرها على الكهرومغناطيسية، كما أن البلازما التي نجدها في النجوم نتعامل معها على أسس النظرية الكهرومغناطيسية.
من هنا نستنتج أن دراسة الكهرومغناطيسية جوهري جدا من أجل تعلم الفيزياء بل أنها لا تقل أهمية عن دراسة الميكانيكا الكلاسيكية؛ لأنها تشكل قاعدة الأساس لدراسة العديد من مجالات الفيزياء، مثل: البصريات، فيزياء البلازما، الإلكترونيات، فيزياء المادة الصلبة، الطاقة المتجددة، الفيزياء الفلكية، وغيرها. كما أن النظريات في الكهرومغناطيسية كونية لدرجة استخدامها في مجالات أخرى، مثل: الموائع، الموائع الفائقة، النسبية العامة، وغيرها عن طريق التماثل.
عن المحاضر
طالب في UC Berkeley Extension
منهج المادة
1. القوة الكهروسكونية:
- طبيعة الشحنات الكهربائية
- قانون كولوم
- متسلسلة تايلور
2. المجال الكهربائي:
- تعريف المجال الكهربائي
- الشحنات الغير نقطية
- مثال لحساب المجال الكهربائي
3. قانون جاوس:
- الفيض الكهربائي
- قانون جاوس والتماثل
- أمثلة
4. حركة الشحنات في المجال الكهربائي:
- معادلات الحركة
- فرق الجهد الكهربائي
5. المجال الكهربائي في المواد، والمكثفات:
- الموصلات والعوازل
- ثنائى القطب الكهربائي
- المكثفات
6. القوة والمجالات المغناطيسية:
- القوة المغناطيسية
- قانونا بيو- سافارت وأمبير
متطلبات المادة
- إتمام المهام والواجبات التي ستطرح.
- أداء الاختبارات القصيرة والاختبار النهائي.
يفضل أن يكون للطالب معرفة سابقة في:
أساسيات الميكانيكا الكلاسيكية مبادئ حساب التفاضل والتكامل (تفاضل وتكامل المتجهات ليس مطلوبا)
المخرجات المتوقعة
- المعرفة الضرورية في مبادئ الكهرومغناطيسية.
- تقوية مهارات التحليل والاستنتاج اللازمة للتعامل مع فروع الفيزياء المختلفة، كالقدرة على ملاحظة التماثل واستغلال التراكب.
- تقوية المهارات الرياضية الضرورية في معظم مجالات الفيزياء، كالتعامل مع المتجهات وحل معادلات الحركة.
مراجع وقراءات مقترحة
- Physics for scientist and engineers by Raymond Serway and John Jewett
- Electricity and Magnetism by David Morin and Edward Purcell
- النسخة العربية من المرجع الأول، الفيزياء للعلميين والمهندسين