OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA:

El curso consiste básicamente de dos partes: una primera, en la cual se llegará a las Ecuaciones de Maxuell, y una segunda parte destinada a realizar las primeras aplicaciones de dichas ecuaciones, que resumen todo el Electromagnetismo.
Se avanzará por el método normal de exponer las leyes básicas experimentales, dándole expresión analítica conveniente. Se analizarán los conceptos fundamentales y se generalizarán las leyes (método inductivo). Finalmente se elegirá el menor número de ecuaciones independientes que contengan todo lo conocido, se adoptarán como ecuaciones o leyes básicas a partir de las cuales se iniciará el proceso deductivo; sus consecuencias se someterán luego a control experimental.
Se supondrá conocido el Electromagnetismo del curso de Física ordinario. Algunos temas se repetirán con el fin de dar unidad al tratamiento y de profundizar conceptos.
Parte importante del curso será el uso de las herramientas matemáticas necesarias; fundamentalmente se usarán el análisis vectorial, las ecuaciones diferenciales y algo de diadas (tensores y transformadas integrales).

ELECTROSTATICA

CAPITULO I
[1] Carga eléctrica. Ley de Coulomb. Superposición. Conservación. [2] Campo eléctrico. [3] Ley de Gauss. [4] Potencial electrostático. Propiedad rot(E)=0. [5] Ecuaciones básicas de la electrostática. Algunas deducciones. [6] Forma de las ecuaciones básicas en las cargas superficiales. Comportamiento del campo eléctrico E y del potencial electrostático. [7] Dipolo puntiforme. [8] Cuadrupolo. Multipolos en general. [9] Superficies dipolares. [10] Problemas de valores de contorno. Condiciones de Dirichlet, de Neumann y de Cauchy. Fórmulas de Green. Unicidad de la solución. Potencial por la tercera fórmula de Green.

CAPITULO II
[1] Conductores en un campo electrostático. [2] Método de las imágenes. Modalidad I y Modalidad II. Casos: carga puntiforme frente a un plano conductor infinito; carga puntiforme frente a una esfera conductora; combinación de casos; esfera conductora en un campo eléctrico uniforme. [3] Energía electrostática. Ensamblamiento de cargas. Densidad de energía del campo. Fuerzas y cuplas a partir de la energía. Cálculo de la cupla en un capacitor variable. Dipolo en un campo eléctrico. Interacción entre dipolos.

CAPITULO III
[1] Resolución del problema del potencial mediante las funciones de Green. Caso del plano y de la esfera. [2] Resolución de problemas por desarrollo del potencial en serie de funciones ortogonales. Integración del laplaciano del potencial electrostático igualado a cero por separación de variables. Caso de coordenadas cartesianas y esféricas. Caja limitada por caras planas conductoras. Esfera conductora con hemisferios a distintos potenciales. Dipolo en presencia de una esfera conductora. [3] Problemas en coordenadas cilíndricas. Campo en el entorno de la arista de un diedro conductor.

CAPITULO IV
[1] Desarrollo del potencial en multipolos. [2] Desarrollo en multipolos de la energía, la fuerza y la cupla de una distribución de cargas en un campo externo. [3] Campo eléctrico en presencia de materia polarizable. Vector polarización. Cargas de polarización. Vector desplazamiento. Leyes del campo macroscópico. Relaciones de constitución. Problema de contorno con dieléctricos. Esfera dieléctrica en un campo homogéneo. Hueco esférico en un dieléctrico sometido a un campo uniforme. [4] Energía y fuerza en medios polarizables. [5] Nociones sobre teoría microscópica clásica de dieléctricos. Fórmula de Clausius-Mossotti. Fórmula de Lorentz y Lorenz.

CAMPO ELECTROMAGNETICO ESTACIONARIO

CAPITULO V
[1] Corriente eléctrica. Ecuación de continuidad. [2] Campo electromagnético estacionario en el vacío. Fuerza entre corrientes estacionarias. Vector B. Fórmula de Lorentz. Ecuaciones fundamentales de en formas integral y diferencial. Potencial vectorial magnético. [3] Desarrollo multipolar del potencial vector A de una corriente. Fuerza. Cupla. Energía. Momento dipolar magnético. [4] Corrientes superficiales. Ecuaciones en los bordes. [5] Sistemas de partículas cargadas móviles. Relación entre el momento magnético y el momento angular. Precesión de Larmor.

CAPITULO VI
[1] Vector magnetización. Corriente de magnetización. [2] Ley de Ampére generalizada. Forma integral y diferencial. Vector H. Relaciones de consittución entre B, H y M. Métodos de resolución de problemas magnetostáticos. [3] Teoría microscópica clásica del diamagnetismo. Fórmula de Langevin. [4] Teoría clásica del paramagnetismo. [5] Impulsión por imanación. Experimento de Einstein y de Haas. [6] Nociones sobre la teoría del ferromagnetismo. [7] Energía de una corriente estacionaria y del campo magnético. Fuerzas.


CAMPO ELECTROMAGNETICO VARIABLE

CAPITULO VII
Ecuaciones generales de Maxwell. Introducción a las ondas electromagnéticas.
[1] Introducción. [2] Ley de inducción electromagnética de Faraday. [3] Conservación de la carga y corriente de desplazamiento. [4] Ecuaciones del campo electromagnético en el vacío. [5] Nociones de ondas electromagnéticas en el vacío. Ondas planas. Detección y generación. [6] La fem de movimiento y la fórmula de Lorentz. [7] Ecuaciones de Maxwell para la materia en reposo (ecuaciones macroscópicas). Ondas electromagnéticas en la materia de permitividad y permeabilidad constantes (conductividad=0).

CAPITULO VIII
Las leyes de conservación para un sistema de partículas cargadas y campo electromagnético.
[1] Introducción. [2] Energía del campo electromagnético. Vector de Poynting. [3] Energía en el caso de medios no lineales. Conservación de la energía y del momento lineal de un sistema de partículas cargadas y campo electromagnético.

CAPITULO IX
[1] Ondas electromagnéticas (continuación). Ondas planas en un medio aislador de permitividad y permeabilidad constantes. Densidad de la onda. Vector de Poynting. [2] Ondas electromagnéticas en la materia conductora de la permitividad, permeabilidad y conductividad constantes.

CAPITULO X
[1] Potenciales generalizados y sus ecuaciones diferenciales. Transforamciones de medida (o de gauge). [2] Expresión de los potenciales electrostático y vector en función de las fuentes (cargas y corrientes), (Solución general de las ecuaciones de Maxwell, en la medida de Lorentz). [3] Determinación de E y B directamente en función de la carga y de la corriente.

Los trabajos prácticos consisten en ejercicios y problemas sobre temas abordados en teoría del curso.

REQUISITOS PARA OBTENER LA REGULARIDAD
1. Realizar y exponer correctamente el 100% de los problemas propuestos en la guía.
2. Aprobar cada uno de los tres parciales de problemas con un mínimo de un 60%.
3. Realizar exposiciones de artículos relacionados al tema, obtenidos de bibliografía (Am. J. of Physics, Physics Today, Jackson J. D., etc.).
4. Realizar las experiencias propuestas y presentar un informe completo para cada una de ellas.
5. Los alumnos disponen de una recuperación por cada parcial.