¿Qué aprenderá en un curso de división superior sobre electricidad y magnetismo en comparación con un curso introductorio sobre electricidad y magnetismo?

Acabo de terminar un curso de división superior en E&M.

En la división superior E&M, vuelve a aprender todo lo que aprende en un curso introductorio, pero dentro de una formulación completa de cálculo vectorial. Por ejemplo, aprenderá que el campo eléctrico se define como el gradiente negativo del potencial eléctrico, de modo que el rizo del campo eléctrico siempre es cero. Del mismo modo, se puede definir un “potencial de vector” para el campo magnético de modo que la divergencia del campo B sea siempre cero. Además, aprenderá a encontrar el potencial eléctrico si conoce las condiciones límite de su sistema. Esto puede implicar un juego de manos interesante con lo que se conoce como el “método de imágenes” o el método de “fuerza bruta” para resolver ecuaciones diferenciales parciales de segundo orden. Finalmente, al final, probablemente tocará la unificación de los campos eléctrico y magnético, y cómo las ecuaciones de Maxwell se pueden desacoplar para obtener la ecuación de onda.

Como estipulación, el curso que tomé se centró en gran medida en la electricidad y la magnetostática, en lugar de la dinámica, y hay mucho más que se incluye en un curso de E&M de nivel superior, como la expansión multipolar y el campo de desplazamiento eléctrico, por nombrar un pocos.

¡La física es divertida! Sigue tomándolo

Por lo general, hay dos términos de E&M en la división superior. El primero cubre los tratamientos avanzados de campos eléctricos y magnéticos estáticos (soluciones a las ecuaciones de Laplace y Poisson, expansiones multipolares, cosas así) y el segundo cubre la electrodinámica , ver por ejemplo . Electrodinámica clásica.

En la escuela de posgrado vuelves a hacer lo mismo, aún más rigurosamente.

En un sentido muy amplio, aprende un tratamiento más riguroso del campo electromagnético y cómo moverse más allá de la electrostática y la magnetostática hacia el ámbito de las cargas y corrientes dependientes del tiempo.

Algunos temas cubiertos:

1. Cómo calcular el momento, el momento angular y la energía almacenada en el campo EM
2. Cómo describir los campos eléctricos y magnéticos como tensor
3. Cómo calcular los potenciales retardados para cargas y corrientes dependientes del tiempo
4. Cómo calcular el campo eléctrico y magnético a partir de los potenciales retardados
5. Una introducción a la invariancia de calibre
6. Transformaciones de Lorentz de los campos electromagnéticos
7. Tratamiento de la radiación electromagnética y cómo se produce.
8. Tratamiento de cómo la radiación electromagnética se propaga a través de la materia.

¡Y finalmente aprendes el campo eléctrico y magnético creado por una carga de punto móvil!