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Claude Meny 5 years ago
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!! intended for physicists and others who will need to master Maxwell's equations. !! intended for physicists and others who will need to master Maxwell's equations.
!! And a learning guide on levels 3 and 4. !! And a learning guide on levels 3 and 4.
!! !!
!! *Program elements, or structuring in chapter* :
!! *Program elements, or structuring in chapters* :
!! * give a general vision of electromagnetism, the cycle: !! * give a general vision of electromagnetism, the cycle:
!! moving charges !! moving charges
!! $`=`$ (4 Maxwell equations) $`\Longrightarrow`$ !! $`=`$ (4 Maxwell equations) $`\Longrightarrow`$
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!! intuitive meaning, but go no further) necessary to !! intuitive meaning, but go no further) necessary to
!! Maxwell's electromagnetism. !! Maxwell's electromagnetism.
!! !!
!! *Program elements, or structuring in chapter* :
!! *Program elements, or structuring in chapters* :
!! The causes of the electric field (static: charges; and variable: B variable, !! The causes of the electric field (static: charges; and variable: B variable,
!! therefore in particular variable currents, moving currents and magnets). !! therefore in particular variable currents, moving currents and magnets).
!! The causes of the magnetic field (static: constant currents; and variable E variable, !! The causes of the magnetic field (static: constant currents; and variable E variable,
@ -112,111 +112,111 @@ most likely to 1 web page of M3P2, otherwise 2 or 3.
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!! *BLOC ELMAG3-3*
!! *BLOCK ELMAG3-3*
!! !!
!! *Titre possible* : Electrostatique dans le vide : calculs directs
!! *Possible title* : Electrostatics in vacuum: direct calculations
!! !!
!! *Description succincte :* Electrostatique : E et V, avec relation intégrale (circulation)
!! et locale (gradient) entre E et V. Calculs directs de E créé par des charges, et
!! de F induit par E sur des charges, introduction au dipôle électrique
!! (force et moment qui s'exerce sur lui, et champ E qu'il créé à grande distance).
!! *Short description* : Electrostatic: E and V, with integral relation (circulation)
!! and local (gradient) between E and V. Direct calculations of E created by loads, and
!! of F induced by E on charges, introduction to the electric dipole
!! (force and moment which is exerted on it, and field E which it creates at great distance).
!! !!
!! *Eleménts de programme, ou structuration en chapitre* :
!! *Program elements, or structuring in chapters* :
!! !!
!! *Pour qui ?* tous (physique, biologie, écologie, etc…) de niveau N3.
!! *For whom?* : All (physics, biology, ecology, etc.) at level N3.
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!!!! *BLOC ELMAG3-4*
!!!! *BLOCK ELMAG3-4*
!!!! !!!!
!!!! *Titre possible* : Electrostatique dans le vide : premiers pas vers les équations de Maxwell
!!!! *Possible title* : Electrostatics in vacuum: first steps towards Maxwell's equations
!!!! !!!!
!!!! *Description succincte :* Théorème de Gauss (intégral et local) et tout l'outil
!!!! conceptuel et mathématique associé : symétries, vecteurs et pseudo vecteurs, divergence,
!!!! rotationnel, laplacien, équation de Poisson
!!!! *Short description* : Gaussian theorem (integral and local) and all the tool
!!!! conceptual and associated mathematics: symmetries, vectors and pseudo vectors, divergence,
!!!! rotational, Laplacian, Poisson equation
!!!! !!!!
!!!! *Eleménts de programme, ou structuration en chapitre* :
!!!! établir au final $`div\overrightarrow{E}=\rho/\epsilon_0`$, mais aussi
!!!! *Program elements, or structuring in chapter* :
!!!! finalize $`div \overrightarrow{E} = \ ho / \epsilon_0`$, but also
!!!! $`\overrightarrow{rot} \overrightarrow{E} = \ overrightarrow{0}`$ !!!! $`\overrightarrow{rot} \overrightarrow{E} = \ overrightarrow{0}`$
!!!! et $`\Delta V = \rho/\epsilon_0`$
!!!! and $`\Delta V = \rho / \epsilon_0`$
!!!! !!!!
!!!! !!!!
!!!! *Pour qui ?* physiciens et autres qui devront maîtriser les équations de Maxwell.
!!!! *For whom?* : Physicists and others who will have to master Maxwell's equations.
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!! *BLOC ELMAG3-5*
!! *BLOCK ELMAG3-5*
!! !!
!! *Titre possible* : Les milieux conducteurs (soumis à E stationnaire)
!! *Possible title* : Conductive media (subject to stationary E)
!! !!
!! *Description succincte :* milieux conducteur & semiconducteurs, charges liées
!! ET présence de charges libres, vitesse thermique.
!! Matériaux (solide) cond. et semi-cond soumis à E stationnaire : vitesse de dérive, notion de trou
!! Cond. participant à circuit conducteur fermé : vecteur densité volumique de courant,
!! puis surfacique, intensité, résistivité-conductivité (prop locale) et résistance,
!! Loi d'Ohm (locale et intégrale), équationd de conservation de la charge (tous voient
!! ou revoient ici la divergence)
!! Cond. isolé : champ électrique exterieur/interne/total, transitoire : champ E extérieur => charges libres
!! en surface, équilibre => Etotal=0 => équipotentielle & densité volumique de charge nulle
!! (justification phénoménologique, et par Th Gauss cité pour tous)
!! vers cage de Faraday et ondes EM (même si c'est E variable)
!! *Short description* : conductive & semiconductor media, bound charges
!! AND presence of free charges, thermal speed.
!! Materials (solid) cond. and semi-cond subjected to stationary E: drift speed, notion of hole
!! Cond. participating in a closed conductive circuit: current volume density vector,
!! then surface, intensity, resistivity-conductivity (local prop) and resistance,
!! Ohm's law (local and integral), charge conservation equation (all see
!! or review the discrepancy here)
!! Cond. isolated: external / internal / total electric field, transient: external E field => free charges
!! on the surface, equilibrium => Etotal = 0 => equipotential & volume density of zero charge
!! (phenomenological justification, and by Th Gauss cited for all)
!! towards Faraday cage and EM waves (even if it is variable E)
!! !!
!! *Idée* : c'est pour tous au niveau 3. Si c'est trop détaillé pour certains, il
!! reste une description de ce thème au niveau 2
!! *Idea* : it is for everyone at level 3. If it is too detailed for some, it is
!! remains a description of this theme at level 2
!! !!
!! *Eleménts de programme, ou structuration en chapitre* :
!! *Program elements, or structuring in chapters* :
!! !!
!! *Pour qui ?* tous au niveau 3
!! *For whom?* All at level 3.
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!! *BLOC ELMAG3-6*
!! *BLOCK ELMAG3-6*
!! !!
!! *Titre possible* : Les milieux diélectriques 1 (soumis à Eext stationnaire)
!! *Possible title* : Dielectric media 1 (subjected to stationary Eext)
!! !!
!! *Description succincte :* Description succincte : milieu diélectrique, moment dipolaire
!! électrique, phénomènes à l'origine des moments dipolaires, vecteur polarisation,
!! polarisation électronique, atomique et d'orientation, relation E et P, milieux LHI :
!! susceptibilité, polarisation uniforme, non uniforme, densité volumique de charges
!! de polarisation, densité surfacique de charges de polarisation, interface diélectrique/conducteur
!! avec diélectrique isotrope/anisotrope, vecteur induction électrique, liens entre D, E, P,ε, ε_0, ε_r, χe
!! (tout cela pour E stationnaire, mais dans "au-delà, on indique que cela dépendra de la fréquence
!! du champ E =>N4)
!! *Short description* : Short description: dielectric medium, dipole moment
!! electric, phenomena at the origin of dipole moments, polarization vector,
!! electronic, atomic and orientation polarization, E and P relationship, LHI media:
!! susceptibility, uniform, non-uniform polarization, volume density of charges
!! polarization, surface density of polarization charges, dielectric / conductor interface
!! with isotropic / anisotropic dielectric, electric induction vector, links between D, E, P, ε, ε_0, ε_r, χe
!! (all this for E stationary, but in "beyond, we indicate that it will depend on the frequency
!! of field E => N4)
!! !!
!! *Idée* : c'est pour tous au niveau 3. Si c'est trop détaillé pour certains, il
!! reste une description de ce thème au niveau 2
!! *Idea* : it is for everyone at level 3. If it is too detailed for some, it is
!! remains a description of this theme at level 2
!! !!
!! *Eleménts de programme, ou structuration en chapitre* :
!! *Program elements, or structuring in chapters* :
!! !!
!! *Pour qui ?* tous au niveau 3
!! *For whom?* All at level 3.
-------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------
!!!! *BLOC ELMAG3-7*
!!!! *BLOCK ELMAG3-7*
!!!! !!!!
!!!! *Titre possible* : Les milieux diélectriques 2 (soumis à Eext stationnaire)
!!!! *Possible title* : Dielectric media 2 (subjected to stationary Eext)
!!!! !!!!
!!!! *Description succincte :* Théorème de Gauss (intégral et local) exprimé
!!!! avec E, puis avec D
!!!! *Short description* : Gaussian theorem (integral and local) expressed
!!!! with E, then with D
!!!! !!!!
!!!! *Eleménts de programme, ou structuration en chapitre* :
!!!! *Program elements, or structuring in chapters* :
!!!! !!!!
!!!! !!!!
!!!! *Pour qui ?* physiciens et autres qui devront maîtriser les équations de Maxwell
!!!! dans la matière et aux interfaces
!!!! *For whom?* : Physicists and others who will have to master Maxwell's equations
!!!! in matter and at interfaces
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!! *BLOC ELMAG3-8*
!! *BLOCK ELMAG3-8*
!! !!
!! *Titre possible* : Les condensateurs (soumis à E stationnaire)
!! *Possible title* : Capacitors (subject to stationary E)
!! !!
!! *Description succincte :* Conducteurs en influence totale - condensateurs
!! - capacité - avec et sans diéléctrique - série et en parallèle - énergie - et ?
!! *Short description* : Conductors in total influence - capacitors
!! - capacity - with and without dielectric - series and in parallel - energy - and?
!! !!
!! *Eleménts de programme, ou structuration en chapitre* :
!! *Program elements, or structuring in chapter* :
!! !!
!! *Pour qui ?* tous au niveau 3
!! *For whom?* : All at level 3.
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