Descriptif

L’électrodynamique classique constitue un pilier 
important de la physique puisqu’elle a conduit à de nombreux 
développements scientifiques et technologiques depuis le XIXe siècle. 
PHY 204 vise à fournir aux étudiants une introduction aux principes et 
comportements des systèmes électriques et magnétiques dynamiques, 
ainsi qu'une base théorique en théorie classique des champs. 
Il s'appuie sur les connaissances acquises en PHY104 et commence par des 
rappels en électrostatique et magnétostatique, avant de passer à une 
présentation plus formelle des équations de Maxwell dans les milieux 
magnétiques et diélectriques incluant les formes locales et intégrales, 
les lois de conservation, les formulations potentielles et les transformations de jauge. 
Les applications de la théorie électromagnétique telles que la propagation libre ou guidée, 
les phénomènes optiques ou l'émission de rayonnement par des charges en mouvement 
sont présentées comme des concepts clés illustrant le développement de la technologie moderne. 
Tout au long du cours, les étudiants travailleront sur un projet impliquant des simulations numériques illustrant soit un concept fondamental présenté en cours (par exemple "Propagation d'un paquet d'ondes"), soit une application spécifique de l'électrodynamique classique (par exemple "Comment fonctionne le train à sustentation magnétique ?")

À l'issue de ce cours, les étudiants maîtriseront les principes fondamentaux de l'électrodynamique 
classique. Ils pourront comprendre l'origine des équations de Maxwell dans les milieux magnétiques et diélectriques et leurs conséquences essentielles. 
En plus de dériver et de résoudre des modèles simples illustrant les concepts principaux, ils seront également capables de comprendre les principes physiques qui régissent la vie quotidienne et les systèmes technologiques modernes, des phénomènes de propagation des ondes aux fibres optiques, en passant par les antennes et les moteurs électriques.

Les sujets abordés dans ce cours incluent : l'électrostatique, les problèmes potentiels en 3D, les problèmes de valeurs limites, l'équation de Poisson, le développement multipolaire des champs; les lois sur la conservation; dia-para-ferro-magnétisme, lois d'induction ; énergie de champ ; courant de déplacement ; solution des équations de Maxwell dans le vide et dans les milieux diélectriques; ondes électromagnétiques planes ; guides d'ondes et résonateurs ; systèmes rayonnants.