Universidade Lusófona do Porto

Electromagnetismo e Óptica

Curso

Ciências de Engenharia Aeroespacial

Grau|Semestres|ECTS

Licenciatura | Semestral | 5

Ano | Tipo de unidade curricular | Lingua

2 |Obrigatório |Português

Total de horas de Trabalho | Tempo de Contacto (horas)

135 | 60

Código

ULP1393-13534

Disciplinas complementares recomendadas

Não aplicável

Modalidade de Ensino

Face-a-face

Precedências

Não

Estágio profissional

Não

Conteúdos Programáticos

Eletrostática: Lei de Coulomb. Princípio da sobreposição. Campo elétrico. Potencial elétrico. Lei de Gauss. Divergência e rotacional do campo elétrico.
Magnetostática: Força de Lorentz. Lei de Biot-Savart. Divergência e rotacional do campo magnético. Indução magnética. Lei de Ampére.
Magnetostática na matéria: Campo magnético. Condições fronteira para campos magnetostáticos. Coeficiente de auto indução. Energia magnética.
Campos eletromagnéticos: Lei da indução de Faraday. Equações de Maxwell - forma integral. Condições fronteira para os campos eletromagnéticos. Análise de circuitos magnéticos.
Propriedades da luz: Fontes. Propagação. Reflexão e refração. Polarização. Efeito fotoelétrico e de Compton.
Imagens óticas: Espelhos. Lentes. Instrumentos óticos.
Interferência e difração: Figuras de interferência em duas fendas. Figuras de difração de uma fenda única. Figuras de interferência-difração de duas fendas. Difração de Fraunhofer e Fresnel. Redes de difração e hologramas.

Objetivos

Compreender os fenómenos elétricos e magnéticos relevantes no âmbito da Engenharia Eletrotécnica e Aeroespacial de modo a permitir aos estudantes conhecer, interpretar e aplicar as equações de Maxwell e as metodologias de análise de circuitos magnéticos.
Compreender as propriedades da luz, os fenómenos associados às imagens óticas e os processos de interferência e difração.

Conhecimentos, capacidades e competências a adquirir

Conhecer e saber aplicar a lei de Coulomb e a lei de Gauss ao cálculo de campos elétricos provocados por um conjunto de cargas pontuais ou por distribuições de carga e analisar o seu comportamento em função da distância à fonte de campo;
Compreender os conceitos e significado físico de divergência e de rotacional;
Saber aplicar a lei de Biot-Savart e a lei de Ampére para determinar campos magnéticos provocados pela passagem da corrente em materiais condutores;
Compreender o comportamento dos campos magnéticos em função da distância à fonte de campo;
Compreender e aplicar a lei da indução de Faraday ao cálculo de campos magnéticos;
Compreender e aplicar as metodologias de análise de circuitos magnéticos com diferentes geometrias;
Compreender as propriedades da luz, a formação de imagens óticas e dos fenómenos de interferência e difração.

Metodologias de ensino e avaliação

Os métodos de ensino-aprendizagem serão baseados no trabalho desenvolvido nas aulas, no estudo e na pesquisa/consulta de bibliografia pelo estudante. Durante as sessões teóricas, o docente fará a apresentação e fomentará a discussão dos conteúdos programáticos, com aplicação dos conhecimentos adquiridos à análise e discussão de casos práticos e exemplos de aplicação. Nas sessões ¿Prática e Laboratório¿ (PL) os alunos serão envolvidos na realização dos exemplos/exercícios práticos de aplicação. As sessões de ¿Orientação Tutorial¿ (OT) serão dedicadas a um contacto informal com o estudante, destinado a apoiar o seu trabalho individual, se necessário, e a orientá-lo nos seus estudos.
A avaliação é contínua ou por exame final, de acordo com o Regulamento de Avaliação de Conhecimentos da ULP.

Bibliografia principal

Tipler, P. A., Mosca, G. (2000), Física, Volume 2: Eletricidade e Magnetismo, ótica, 5ª Edição, LTC.
Ulaby, F. T. (2005, tradução 2007), Eletromagnetismo para Engenheiros, Bookman
Bansal, R. (2006), Fundamentals of Engineering Electromagnetics, CRC Press.
Guru, B. S., Hiziroglu, H. R. (2009), Electromagnetic Field Theory Fundamentals (2nd ed.), Cambridge University Press.
Born, M., Wolf, E. (1999), Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light, 7th Edition, Cambridge University Press.