Ο στόχος του μαθήματος συνίσταται στην εξοικείωση του φοιτητή / της φοιτήτριας με τις θεμελιώδεις αρχές και τις εξισώσεις του Ηλεκτρομαγνητισμού και της Οπτικής, βοηθώντας τον/την να κατανοήσει τα βασικά φυσικά μεγέθη και τις σχετικές ιδιότητες που αξιοποιούνται κυρίως στην υλοποίηση σύγχρονων συστημάτων μετάδοσης ψηφιακής πληροφορίας. Με την επιτυχή παρακολούθηση του μαθήματος ο φοιτητής/ η φοιτήτρια θα μπορεί:

• Να κατανοεί την έννοια του ηλεκτρικού φορτίου και του ηλεκτροστατικού πεδίου και να υπολογίζει την δύναμη Coulomb μεταξύ δύο ή περισσότερων φορτίων.
• Να αντιλαμβάνεται τη φυσική σημασία του Νόμου του Gauss και να τον εφαρμόζει σε πρακτικές εφαρμογές (π.χ. στον προσδιορισμό της έντασης του ομογενούς ηλεκτρικού πεδίου μεταξύ των οπλισμών επίπεδου πυκνωτή).
• Να κατανοεί την έννοια του δυναμικού σε σημείο ηλεκτροστατικού πεδίου και να μπορεί να υπολογίζει θεωρητικά την τιμή του εντός ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργείται από σύστημα στατικών ηλεκτρικών φορτίων.
• Να αντιλαμβάνεται τις έννοιες του ηλεκτρικού ρεύματος, της αντίστασης και της ηλεκτρεγερτικής δύναμης και να προβαίνει στον θεωρητικό υπολογισμό των δύο τελευταίων.
• Να κατανοεί την έννοια της χωρητικότητας, όπως και της φυσικής συμπεριφοράς των διηλεκτρικών υλικών.
• Να αντιλαμβάνεται την έννοια του ηλεκτρικού κυκλώματος συνεχούς ρεύματος και να μπορεί να υπολογίζει θεμελιώδη μεγέθη απλών κυκλωμάτων, όπως η ένταση του ρεύματος, η διαφορά δυναμικού, η παραγόμενη ή η καταναλισκόμενη ισχύς κ.λπ.
• Να κατανοεί την έννοια του μαγνητικού πεδίου και των δυνάμεων που απορρέουν από αυτό.
• Να διακρίνει τις πηγές ενός μαγνητικού πεδίου.
• Να κατανοεί την έννοια της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, να υπολογίζει την σχετική παραγόμενη τάση και να γνωρίζει τις βασικές πρακτικές εφαρμογές του φαινομένου.
• Να κατανοεί την έννοια της αυτεπαγωγής, να υπολογίζει την σχετική παραγόμενη τάση από αυτεπαγωγή και να γνωρίζει τις βασικές πρακτικές εφαρμογές του φαινομένου.
• Να αντιλαμβάνεται την έννοια του εναλλασσόμενου ρεύματος, να μπορεί να το διαχωρίζει από το συνεχές ρεύμα, και να αντιλαμβάνεται τις βασικές παραμέτρους που προσδιορίζουν μια εναλλασσόμενη κυματομορφή (πλάτος, συχνότητα, φάση).
• Να αντιλαμβάνεται την έννοια του ηλεκτρομαγνητικού κύματος και να γνωρίζει τον θεμελιώδη τρόπο παραγωγής του, όπως και χαρακτηριστικές πρακτικές εφαρμογές του.
• Να αντιλαμβάνεται και να κατανοεί την κυματοσωματιδιακή φύση του φωτός, όπως και τα βασικά φαινόμενα τα οποία εμφανίζονται κατά την διάδοσή του (ανάκλαση, διάθλαση, διάχυση, ολική εσωτερική ανάκλαση, κ.λπ.).
• Να κατανοεί την αρχή λειτουργίας των οπτικών ινών.
• Να κατανοεί τους νόμους της γεωμετρικής οπτικής και να μπορεί να τους εφαρμόζει για τον προσδιορισμό του ειδώλου ενός αντικειμένου για διάφορους τύπους επίπεδων και σφαιρικών κατόπτρων και λεπτών φακών, όπως και για την κατανόηση της λειτουργίας βασικών οπτικών οργάνων.
• Να κατανοεί τα φαινόμενα της συμβολής και της περίθλασης του φωτός, να είναι σε θέση να υπολογίζει θεωρητικά τη θέση και την ένταση των αντίστοιχων κροσσών, και να κατανοεί τη λειτουργία οπτικών οργάνων που βασίζουν τη λειτουργία τους στα συγκεκριμένα φαινόμενα (π.χ. συμβολόμετρο).

• Αυτόνομη εργασία
• Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

Σύντομη περιγραφή

• Ηλεκτρικό φορτίο και ηλεκτρικό πεδίο. Νόμος του Gauss
• Ηλεκτρικό δυναμικό
• Ρεύμα, αντίσταση και ηλεκτρεγερτική δύναμη
• Χωρητικότητα και διηλεκτρικά
• Κυκλώματα συνεχούς
• Μαγνητικό πεδίο και μαγνητικές δυνάμεις
• Πηγές μαγνητικού πεδίου. Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή
• Αυτεπαγωγή - Αμοιβαία επαγωγή
• Εναλλασσόμενο ρεύμα
• Ηλεκτρομαγνητικά κύματα
• Φύση και διάδοση του φωτός
• Γεωμετρική οπτική. Οπτικά όργανα
• Συμβολή, Περίθλαση

Θεματικές ενότητες ανά εβδομάδα

1. Ηλεκτρικό φορτίο και ηλεκτρικό πεδίο. Νόμος του Gauss.
2. Ηλεκτρικό δυναμικό
3. Ρεύμα, αντίσταση και ηλεκτρεγερτική δύναμη
4. Χωρητικότητα και διηλεκτρικά
5. Κυκλώματα συνεχούς
6. Μαγνητικό πεδίο και μαγνητικές δυνάμεις
7. Πηγές μαγνητικού πεδίου. Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή.
8. Αυτεπαγωγή - Αμοιβαία επαγωγή
9. Εναλλασσόμενο ρεύμα
10. Ηλεκτρομαγνητικά κύματα
11. Φύση και διάδοση του φωτός
12. Γεωμετρική οπτική. Οπτικά όργανα.
13. Συμβολή, Περίθλαση.

Γραπτή εξέταση με βαρύτητα 100% ή γραπτή τελική εξέταση με (ελάχιστη) βαρύτητα 80% και ενδιάμεση αξιολόγηση (πρόοδος) με (μέγιστη) βαρύτητα 20%, κατά την κρίση.

1.    Young H., Freedman R., Πανεπιστημιακή Φυσική με Σύγχρονη Φυσική, 2η ελληνική έκδοση, εκδόσεις Παπαζήση, 2010 (κωδικός στον Εύδοξο: 68387930)
2.    J. Kraus, Ηλεκτρομαγνητισμός και Εφαρμογές, εκδόσεις Τζιόλα, 2011 (κωδικός στον Εύδοξο: 18549028)
3.    Π. Κουνάβης, Πανεπιστημιακή φυσική | Ηλεκτρομαγνητισμός - Μηχανική, εκδόσεις Κριτική, 1η έκδοση, 2020 (κωδικός στον Εύδοξο: 94700442)
4.    Wolfson Richard (Συγγρ.) - Κατσικίνη Μαρία, Κουνάβης Παναγιώτης, Κουσουρής Κωνσταντίνος (Επιμ.), Θεμελιώδης πανεπιστημιακή φυσική, εκδόσεις Κριτική, 1η έκδοση, 2019 (κωδικός στον Εύδοξο: 86055468)
5.    Halliday David, Resnick Robert, Walker Jearl (Γενική επιστ. επιμ. Στυλιάρης Ευστάθιος), Φυσική:Βασικές αρχές - τόμος Β’, 1η έκδοση, εκδόσεις Gutenberg, 2021 (κωδικός στον Εύδοξο: 102075360)
6.    Raymond A. Serway, John W. Jewett, Φυσική για επιστήμονες και μηχανικούς: Ηλεκτρισμός και Μαγνητισμός, Φως και Οπτική, Σύγχρονη Φυσική, 8η Αμερικανική έκδοση, εκδόσεις Κλειδάριθμος, 2013 (κωδικός στον Εύδοξο: 22750112)
7.    Μοίρας, Φυσική ΙΙ, εκδόσεις Αρνός

https://eclass.uop.gr/courses/2422/