Διδασκόμενη ύλη

Θεωρητικό Μέρος

• Hλεκτρικά πεδία, νόμος Coulomb, νόμος Gauss.
• Hλεκτρικό δυναμικό.
• Πυκνωτές, διηλεκτρικά, ρεύμα, αντίσταση.
• Kυκλώματα συνεχούς ρεύματος.
• Μαγνητικά πεδία, πηγές μαγνητικού πεδίου, νόμος Biot-Savart, νόμος Ampère.
• Nόμος Faraday, επαγωγή, πηνία.
• Kυκλώματα εναλλασσομένου ρεύματος. Eφαρμογές: μετασχηματιστές, μεταφορά ενέργειας για οικιακή χρήση.
• Ηλεκτρομαγνητικά κύματα.
• Φύση του φωτός.
• Γεωμετρική Οπτική (ανάκλαση, διάθλαση, κάτοπτρα, φακοί).

Πειραματικό μέρος

• Κατασκευή και λειτουργία κυκλωμάτων συνεχούς, νόμος Ohm, κανόνες Kirchhoff, απλές μετρήσεις με κυκλώματα.
• Κατασκευή και λειτουργία κυκλωμάτων εναλλασσομένου, συνδυασμός αντίστασης-πηνίου-πυκνωτή, μετρήσεις με παλμογράφο, μελέτη συντονισμού.
• Ηλεκτρολυτική διάσπαση και νόμοι Faraday που διέπουν την αγωγή φορτίου, σε διάλυμα θειϊκού χαλκού και αραιού θειϊκού οξέως.
• Νόμος Ampère και μαγνητικό πεδίο σε σωληνοειδές.
• Νόμος Gauss και ηλεκτρικό πεδίο και δύναμη μεταξύ οπλισμών σε επίπεδο πυκνωτή.

Ιστοσελίδα μαθήματος

Το eclass του μαθήματος.

Μαθησιακά αποτελέσματα

Η ύλη του μαθήματος περιλαμβάνει τη φυσική του ηλεκτρισμού, μαγνητισμού και οπτικής, η οποία βασίζεται στη γενική δευτεροβάθμια εκπαίδευση, αλλά για την οποία χρησιμοποιείται ανώτερο επίπεδο μαθηματικών.

Οι φοιτητές με το πέρας του μαθήματος αναμένεται να

• έχουν εμπεδώσει τις θεμελιώδεις έννοιες και αρχές της φυσικής και να έχουν εμβαθύνει σε αυτές μέσω εργαστηριακών ασκήσεων (με μια μεγάλη ποικιλία εφαρμογών τους από τον πραγματικό κόσμο),
• έχουν εξοικειωθεί με την ανάλυση και επίλυση σύνθετων προβλημάτων της φυσικής με τη χρήση διανυσματικής ανάλυσης και απειροστικού λογισμού,
• μπορούν να κατανοήσουν ένα πρόβλημα φυσικής του Ηλεκτρομαγνητισμού και Οπτικής (ιδιαίτερα όταν απαιτεί την διεξαγωγή ενός πειράματος), να ερμηνεύσουν τα ζητούμενα του προβλήματος αυτού και να βρουν την μεθοδολογία που πρέπει να ακολουθηθεί για την απάντηση των ζητουμένων αυτών,
• έχουν εξοικειωθεί με την έννοια των πειραματικών μετρήσεων, των απόλυτων και των σχετικών σφαλμάτων αυτών, τον διαχωρισμό αμέσων και εμμέσων μετρήσεων, την σωστή εκτίμηση και χειρισμό τυχαίων και συστηματικών πηγών σφάλματος στις μετρήσεις, την σωστή παρουσίαση των αποτελεσμάτων μετρήσεων βασιζόμενοι στους κανόνες ακρίβειας-σημαντικών ψηφίων.

Μέθοδοι Aξιολόγησης

Θεωρητικά μαθήματα

Ο φοιτητής μπορεί να επιλέξει να εξεταστεί κατά τη διάρκεια του εξαμήνου σε πέντε (5) προόδους. Σε κάθε πρόοδο εξετάζεται τμήμα της συνολικής ύλης. Εάν επιτύχει μέσο όρο βαθμολογίας στις προόδους τουλάχιστον 5, απαλλάσσεται από την τελική εξέταση.

Εναλλακτικά, ή σε περίπτωση αποτυχίας στις προόδους, εξετάζεται στην τελική εξέταση εφ’ όλης της ύλης.

Οι εξετάσεις αποτελούνται από ασκήσεις και θεωρητικές ερωτήσεις ανάπτυξης.

Εργαστηριακές ασκήσεις

Ο φοιτητής αξιολογείται με τη βαθμολόγηση γραπτών αναφορών που παραδίδονται από κοινού από τα μέλη της κάθε ομάδας φοιτητών που εκτελεί μια πειραματική εργασία και την τελική γραπτή εξέταση στα ελληνικά που περιλαμβάνει συνδυασμό:

• ερωτήσεων σύντομης απάντησης,
• επίλυση προβλημάτων,
• ανάπτυξη θεμάτων.

Οι φοιτητές έχουν το δικαίωμα να δουν το γραπτό τους και την αναφορά της πειραματικής εργασίας μετά την έκδοση των αποτελεσμάτων βαθμολόγησης και να υποβάλουν ερωτήσεις.

Βιβλιογραφία

Θεωρητικά μαθήματα

• R.A. Serway και Jewett, ‘Φυσική για επιστήμονες και μηχανικούς’, εκδόσεις Κλειδάριθμος (2013)
• D.C. Giancoli, Φυσική για επιστήμονες και μηχανικούς, Τόμος ΙΙ, εκδόσεις Τζιόλα (2017).
• D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Φυσική, Τόμος ΙΙ, εκδόσεις Gutenberg (2008).
• Η.D. Young, Πανεπιστημιακή Φυσική: με σύγχρονη Φυσική, Τόμος ΙΙ, εκδόσεις Παπαζήση (2009)

Οποιοδήποτε από τα ανωτέρω βιβλία καλύπτει το σύνολο της διδακτέας ύλης.

• P.G. Hewitt, ‘Oι έννοιες της Φυσικής’ τόμος ΙΙ, ΠΕΚ (1994).
• R.P. Feynman, R.B. Leighton, Sands, M., The Feynman Lectures on Physics, τόμοι Ι, II, Addison-Wesley (1963) (βιβλίο αναφοράς σε ειδικευμένα θέματα)

Εργαστηριακές Ασκήσεις

• Εμμανουήλ Σπανάκη “Εργαστηριακές Ασκήσεις: Ηλεκτρισμός-Μαγνητισμός”, Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών, Πανεπιστήμιο Κρήτης, Ηράκλειο 2017
• Π. Ρακιντζή και Θ. Τζούρου “Σημειώσεις Εργαστηρίου ΙΙΙ – Οπτική”, Τμήμα Φυσικής, Πανεπιστήμιο Κρήτης, Ηράκλειο 2013