Tipus d'assignatura:
optativa
Crèdits:
9 (teòrics: 4,5; pràctics: 4,5)
Departament responsable:
Física Aplicada i Electrònica
Semestre:
5è
OBJECTIUS DOCENTS
A partir de les lleis fonamentals de l'electromagnetisme ja establertes i del coneixement de la propagació lliure en medis materials, s'examinaran tres de les aplicacions més importants: la propagació guiada del camp electromagnètic (en especial, les microones), el moviment de càrregues en camps elèctrics i magnètics, i la introducció a la física dels plasmes.
CONTINGUTS TEÒRICS
1. PROPAGACIÓ DEL CAMP ELECTROMAGNÈTIC
Lleis fonamentals de l'electromagnetisme. Principis de conservació. Propagació en un medi dielèctric i en un medi conductor. Constant de propagació i impedància intrínseca. Intensitat.
2. LÍNIES DE TRANSMISSIÓ
Línies de transmissió. Equacions generals. Càrrega adaptada. Línies ressonants i antiressonants. Coeficient de reflexió. Relació d'ones estacionàries. Determinació d'impedàncies. Diagrama de Smith.
3. CAVITATS RESSONANTS
El camp electromagnètic en una cavitat. Cavitat rectangular. Cavitat cilíndrica. Cavitat esfèrica.
4. GUIES CONDUCTORES
Teoria general de les guies d'ona conductores. Guia plana. Guia rectangular. Guia cilíndrica. Guia coaxial. Potència transmesa. Atenuació.
5. GUIES DIELÈCTRIQUES
Propagació en guies dielèctriques. Guies dielèctriques planes. Guies dielèctriques cilíndriques. Aplicacions.
6. TECNOLOGIA D'ONES GUIADES
Aplicacions de la propagació guiada. Aplicacions de les microones. Radar. Comunicacions. Aplicacions industrials. Aplicacions mèdiques i altres aplicacions científiques. Moviment de càrregues en camps elèctrics i magnètics.
7. CÀRREGUES EN CAMPS ELÈCTRICS
Força actuant sobre una partícula carregada. Equació del moviment. Òptica electrostàtica. Equació de Helmholtz-Lagrange. Lents electrostàtiques.
8. CÀRREGUES EN CAMPS MAGNÈTICS
Moviment de partícules carregades en un camp magnètic uniforme. Camps magnètics amb simetria axial. El microscopi electrònic. Camps magnètics lentament variables. Cinturó de radiació de la Terra. Confinament magnètic. Focalització magnètica.
9. CAMPS ELÈCTRICS I MAGNÈTICS COMBINATS
Descripció del moviment de partícules carregades en camps elèctrics i magnètics uniformes. Espectrometria de masses. Separació electromagnètica d'isòtops. Introducció a la física dels plasmes.
10. FÍSICA DELS PLASMES
Definició de plasma. Longitud de Debye. Sonda de Langmuir. Moviment d'electrons i d'ions dins un plasma en absència de camps externs.
11. CONDUCCIÓ I PROPAGACIÓ EN PLASMES
Conducció en plasmes. Confinament electrostàtic. Confinament magnètic d'un plasma. Propagació en plasmes.
12. APLICACIONS DELS PLASMES
Descàrregues gasoses. Rectificadors. Fonts lluminoses. Síntesi de nuclis lleugers.
TREBALLS DE LABORATORI
1. Propagació en línies de transmissió. Fils de Lecher.
2. Impedància de radiació d'una antena.
3. Estudi d'un clistró reflex.
4. Estudi d'una cavitat ressonant.
5. Línia de mesura amb microones. Adaptació d'una càrrega.
6. Mesura de velocitats per efecte Doppler.
7. Propagació d'impulsos en una guia coaxial. Guia dielèctrica. Velocitat de la llum.
8. Característiques d'un plasma. Sonda de Langmuir.
9. Càrregues en camps E
i B. Mesura de la càrrega i de la massa de l'electró. Espectrometria de masses quadripolar.
BIBLIOGRAFIA RECOMANADA
1.
Reitz, J. R.;
Milford, F. J.;
Christy, R. W. Fundamentos de la teoría electromagnética. 3a ed. Delaware: Addison-Wesley Iberoamericana, 1986.
2.
Wangsness, R. K.
Campos electromagnéticos. Mèxic: Limusa, 1983.
3.
Paris, D. T.; Hurd, F. K.
Basic electromagnetic theory. Nova York: McGraw-Hill, 1969.
4.
RAMO, S.; WHINNERY, J. R.; VAN DUZER, T. Campos y ondas: aplicaciones a las comunicaciones electrónicas. Madrid: Pirámide, 1974.
CRITERIS D'AVALUACIÓ
Es farà un examen que constarà d'una part teòrica i d'una part de problemes. La qualificació s'obtindrà de la mitjana ponderada de la nota de l'examen i de la nota del laboratori.