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Electromagnetismo

ISBN: 9789728469450

Autores: Jorge Crispim Romão, Alfredo Barbosa Henriques

Editora: IST PRESS

Número de Páginas: 380

Idioma: Português

Data Edição: 2006

22,95 €25,50 €
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A obra "Electromagnetismo" baseia-se em notas de aulas de disciplinas de electromagnetismo leccionadas pelos autores, ao longo de vários anos, a estudantes de cursos de licenciatura do Instituto Superior Técnico. No livro aborda-se a electrostática, a magnetostática e as equações de Maxwell, nos três primeiros capítulos. Seguem-se as ondas electromagnéticas e a sua propagação em meios não dispersivos e em meios dispersivos, nos dois capítulos seguintes. O capítulo sexto é dedicado à solução geral das equações de Maxwell e, no último capítulo, aborda-se o electromagnetismo em conexão com a Teoria da Relatividade. Os assuntos estão bem encadeados. Há, no final, um apêndice muito útil onde se resumem as principais noções matemáticas necessárias ao desenvolvimento do formalismo da teoria do campo electromagnético.
Trata-se de um bom livro de electromagnetismo, que se lê com agrado, escrito por quem sabe do assunto e que vai ser útil para os estudantes e para outros leitores.

Lucília Brito
Manuel Fiolhais
Professores do Departamento de Física da Universidade de Coimbra
LISTA DE FIGURAS
LISTA DE TABELAS
PREFÁCIO
1 ELECTROSTÁTICA 1
1.1 O Conceito de Campo e o Estudo dos Fenómenos Electromagnéticos
1.2 Campo Eléctrico e Campo Magnético
1.3 Campo Eléctrico
1.3.1 Lei de Coulomb
1.3.2 Potencial
1.3.3 Linhas de campo e equipotenciais
1.3.4 Dipolo eléctrico
1.3.5 Distribuição arbitrária de cargas
1.3.6 Presença de condutores
1.4 Lei de Gauss e Aplicações
1.4.1 Lei de Gauss
1.4.2 Condições fronteira para o campo ?
1.4.3 Algumas aplicações simples da lei de Gauss
1.4.4 Influência eléctrica: elementos equivalentes
1.5 Capacidade de Sistemas de Condutores
1.5.1 Capacidade de um condutor
1.5.2 Coeficientes de capacidade
1.5.3 Condensadores
1.5.4 Condensador plano
1.5.5 Condensador esférico
1.6 Equações de Poisson e Laplace
1.6.1 Introdução
1.6.2 Solução da equação de Laplace a uma dimensão
1.6.3 Soluções gerais da equação de Laplace
1.6.4 O método das imagens
1.6.5 Soluções numéricas da equação de Laplace
1.7 Dieléctricos
1.7.1 Introdução
1.7.2 Polarização de um dieléctrico
1.7.3 Vector deslocamento. Permitividade de um dieléctrico
1.7.4 Condições fronteira na superfície de separação de dois dieléctricos
1.7.5 Aplicações
1.8 Energia do Campo Electrostático
1.8.1 Energia dum sistema de cargas
1.8.2 Energia dum sistema de condutores
1.8.3 Expressão de Maxwell para a energia
1.8.4 Energia de um dieléctrico colocado num campo exterior
1.8.5 Energia dum dipolo num campo exterior
1.8.6 Raio clássico do electrão
Problemas Capítulo 1
2 MAGNETOSTÁTICA
2.1 Corrente Eléctrica Estacionária
2.1.1 Densidade de corrente
2.1.2 Intensidade de corrente I
2.1.3 Equação da continuidade
2.1.4 Lei de Ohm
2.1.5 Resistência dum condutor
2.1.6 Força electromotriz (f.e.m.)
2.1.7 Lei dos nós
2.2 Lei de Biot-Savart
2.3 Força Magnética
2.3.1 Força sobre cargas eléctricas em movimento
2.3.2 Forças sobre correntes
2.4 Lei de Ampère
2.5 As Equações Fundamentais da Magnetostática
2.5.1 O potencialvector
2.5.2 Unicidade de ?A
2.5.3 Dedução da lei de Ampère
2.5.4 A divergência de ?B. As equações da magnetostática
2.6 Fluxo Magnético. CoeÞcientes de Indução
2.6.1 Fluxo magnético ?
2.6.2 CoeÞcientes da indução
2.7 Dipolo Magnético
2.7.1 O potenciale campo do dipolo magnético
2.7.2 Acção dum campo magnético uniforme sobre um dipolo magnético
2.8 Substâncias Magnéticas. Vector Campo Magnético
2.8.1 Vector magnetização ?M
2.8.2 Correntes de magnetização
2.8.3 Vector campo magnético ?H
2.8.4 Substâncias magnéticas
2.8.5 Permeabilidade magnética
2.8.6 Condições fronteira
2.9 Energia do Campo Magnetostático
2.9.1 Expressão da energia em termos das correntes
2.9.2 Energia de um sistema de correntes
2.9.3 Expressão da energia em termos dos campos
Problemas Capítulo 2
3 EQUAÇÕES DE MAXWELL
3.1 Indução Electromagnética
3.1.1 Lei de Faraday
3.1.2 CoeÞcientes de auto-indução (L) e de indução mútua (M)
3.2 Corrente de Deslocamento
3.3 Equações de Maxwell
3.4 Equações para os Potenciais
3.4.1 Relação entre os campos e os potenciais
3.4.2 Invariância padrão (gauge)
3.4.3 Equações para os potenciais
3.4.4 Potenciais de Lorenz
3.5 Equações de Maxwell Longe das Fontes
3.5.1 Cargas e correntes nulas (?=0 ; J?=0)
3.5.2 Meios condutores (?=0; J?= ?? E) 157
3.6 Energia do Campo Electromagnético
Problemas Capítulo 34 ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
4.1 Equação das Ondas
4.1.1 Introdução
4.1.2 Ondas planas
4.1.3 Ondas planas monocromáticas
4.1.4 Representação complexa
4.1.5 Período e comprimento de onda
4.1.6 Propagação numa direcção arbitrária
4.2 Ondas Electromagnéticas Planas
4.2.1 Ondas electromagnéticas
4.2.2 Carácter transversal das ondas electromagnéticas
4.2.3 Relação entre ?H numa onda plana
4.3 Polarização das Ondas Electromagnéticas
4.3.1 Introdução
4.3.2 Polarização circular: |E0x | = |E0y| = E0
4.3.3 Polarização linear: |E0x| = ou ?= |E0y|, mas em fase
4.3.4 Polarização elíptica: |E0x|?= |E0y|, mas desfasados
4.4 Energia das Ondas Planas Electromagnéticas
4.4.1 Valor médio de grandezas sinusoidais
4.4.2 Energia das ondas planas electromagnéticas
4.5 Leis da Reflexão e Refracção
4.6 Equações de Fresnel
4.6.1 E perpendicular ao plano de incidência
4.6.2 E paralelo ao plano de incidência
4.6.3 Incidência normal
4.6.4 CoeÞcientes de reflexão e de transmissão
4.6.5 Ângulo de Brewster
4.6.6 Reflexão total
4.7 Princípio de Fermat
4.7.1 Propagação rectilínea da luz
4.7.2 Lei da reflexão
4.7.3 Lei da refracção
4.7.4 Miragens
4.8 Arco-íris
4.9 Interferência
4.9.1 Introdução
4.9.2 A matemática da interferência
4.9.3 A experiência de Young
4.9.4 Agregados de antenas
4.10 Difracção
4.11 Velocidade de Fase e Velocidade de Grupo
4.12 Propagação Guiada: Guias de Ondas
4.12.1 Guias de ondas rectangulares
4.12.2 Frequência de corte e velocidade de grupo
4.12.3 O campo magnético
Problemas Capítulo 4
5 ONDAS EM MEIOS DISPERSIVOS
5.1 Introdução
5.2 Polarização Electrónica e Atómica
5.2.1 Campo aplicado estático
5.2.2 Campo aplicado variável
5.2.3 Cálculo mais rigoroso
5.2.4 Generalizações
5.2.5 Fórmula de Drude para a condutividade
5.3 A Permitividade em Situações Reais
5.3.1 Gases a baixas pressões
5.3.2 Gases polares a baixas pressões
5.3.3 A permitividade de líquidos não polares: a equação de Clausius-Mossotti
5.3.4 A permitividade de líquidos polares: a equação de Debye
5.4 Atenuação das Ondas Electromagnéticas
5.4.1 Expressões gerais
5.4.2 Casos especiais
5.5 Ondas Electromagnéticas em Meios Condutores
5.5.1 Efeito pelicular
5.5.2 Índice de refracção dos metais
5.5.3 Reßexão em superfícies metálicas: incidência normal
Problemas Capítulo 5
6 SOLUÇÃO GERAL DAS EQUAÇÕES DE MAXWELL
6.1 Potenciais Retardados
6.2 Dipolo Oscilante
6.2.1 O potencial ?A
6.2.2 O potencialescalar ?
6.2.3 Os campos
6.2.4 Potência radiada por um dipolo oscilante
6.2.5 Antena linear
6.3 Difusão da Luz
6.3.1 Espectro visível
6.3.2 Raios X
6.3.3 Polarização
6.4 Campos duma Carga em Movimento
6.4.1 Os potenciais de Liénard-Wiechert
6.4.2 Os campos duma carga em movimento
Problemas Capítulo 67 O ELECTROMAGNETISMO E A TEORIA DA RELATIVIDADE
7.1 Introdução
7.2 Postulados da Relatividade
7.3 Consequências das Transformações de Lorentz
7.3.1 Dilatação do tempo
7.3.2 Contracção de Lorentz
7.3.3 Simultaneidade
7.3.4 Dinâmica relativista
7.3.5 Transformação das velocidades
7.4 A Geometria do Espaço-Tempo
7.4.1 Intervalos de espaço-tempo
7.4.2 Cone de luz
7.4.3 Quadrivectores
7.5 Electrodinâmica Relativista
7.5.1 Equações para os potenciais
7.5.2 Equações de movimento de uma carga eléctrica
7.5.3 Transformações de Lorentz dos campos ?B
7.5.4 É a lei de Biot-Savart uma lei aproximada?
7.5.5 Covariância das equações de Maxwell
7.6 Leis de Transformação das Frequências
7.6.1 Efeito de Doppler relativístico
7.6.2 O pseudo paradoxo dos gémeos
Problemas Capítulo 7
A A MATEMÁTICA DO ELECTROMAGNETISMO
A.1 Introdução
A.2 Sistemas de Coordenadas
A.2.1 Coordenadas polares
A.2.2 Coordenadas cilíndricas
A.2.3 Coordenadas esféricas
A.3 Cálculo Integral em Rn .
A.3.1 Integrais a uma dimensão
A.3.2 Integrais de superfície
A.3.3 Integrais de volume
A.4 Campos Escalares e Vectoriais
A.5 Superfícies, Ângulo Sólido e Fluxo
A.5.1 Superfícies orientadas
A.5.2 Ângulo sólido
A.5.3 Fluxo dum campo vectorial
A.6 Operadores Diferenciais
A.6.1 Gradiente
A.6.2 Divergência
A.6.3 Rotacional
A.6.4 Laplaciano
A.6.5 Identidades importantes
A.6.6 Coordenadas curvilíneas
Problemas Apêndice A
Constantes físicas, grandezas e unidades SI
Soluções dos Problemas
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ÍNDICE REMISSIVO
Jorge Manuel Rodrigues Crispim Romão licenciou-se em Engenharia Electrotécnica no IST em 1974 e doutorou-se em Física pela Universidade de Chicago em 1979. Desenvolve a sua actividade docente como Professor Catedrático no Departamento de Física do Instituto Superior Técnico. É investigador do Centro de Física Teórica de Partículas do IST, tendo publicado dezenas de trabalhos em Física Teórica das Partículas Elementares.

Alfredo Barbosa Henriques licenciou-se em Engenharia Electrotécnica na Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto, e doutorou-se em Física pela Universidade de Glasgow em 1976. Desenvolve a sua actividade docente no Departamento de Física do Instituto Superior Técnico, onde é Professor Catedrático. É investigador do Centro Multidisciplinar de Astrofísica/CENTRA do IST. Tem publicado trabalhos em Física Teórica, nas Áreas da Física das Altas Energias e sua interface com a Astrofísica e a Cosmologia. opinião.

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