( PHYSICS ) Electricity and Magnetism विधुत एवं चुम्बकत्व

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AUTHORS : Dr. Ravindra Kumar , Dr. A.P Singh , Gaurav Dixit

ISBN : 9789357551694

Syllabus

Electricity and Magnetism

Units

bdkbZ

Topics

Electrostatics: Electric charge & types of electric charge densities, Coulomb’s Law. General expression for Electric field E. Electric flux, Gauss’s law (applications included). Divergence & Curl of Electrostatic field. Line integral of Electric field, Electric potential (V), Electric field as negative of gradient of electric potential (E = –ÑV), conservative nature of Electrostatic field. Electric potential and Electric field due to a Dipole, and Quadrupole. Force and torque on a Dipole in uniform as well as non-uniform Electric field. Electrostatic Energy of a configuration of charges, and uniformly charged sphere.

Electric Fields in Matter: Polarization, Polarization vector (P), Bound charges, Electric displacement vector (D), Electric Susceptibility and Dielectric constant. Relation between E, P and D. Lorentz local field, Clausius-Mossotti equation, Debye equation.

Magnetostatics: Magnetic effect of currents, Magnetic field (B), Biot-Savart’s Law (applications included). Ampere’s Circuital law and its applications. Divergence and Curl of magnetic field. Scalar and Vector magnetic potential. Forces on a moving charge. Magnetic Force on a current carrying wire and its loop. Torque on a current loop in a uniform Magnetic Field. Current loop as a magnetic dipole and its dipole moment.

Magnetic Properties of Matter: Magnetization vector (M), Magnetic Intensity (H), Magnetic Susceptibility and permeability. Relation between B, M and H. Types of Magnetic materials. B-H curve and Hysteresis.

III

Time Varying Electromagnetic Fields: Faraday’s laws of Electromagnetic Induction and Lenz’s law. Induced Electric field, non- conservative nature of Induced electric field. Self and Mutual Induction (applications included). Self-inductance of a solenoid and toroid, Mutual inductance of two Coils. Energy stored in Magnetic Field. Skin effect.

Motion of Electron in a changing Magnetic field – Betatron equation. Theory and working of the moving coil Ballistic galvanometer (applications included).

IV . Electromagnetic Waves: Equation of continuity of current, Displacement current, derivation of Maxwell’s equations and physical significance of Maxwell Correction term. Electromagnetic waves in vacuum and isotropic Dielectric medium, Transverse nature of Electromagnetic waves, Energy density in Electromagnetic wave - Poynting vector.

विषय

विद्युत स्थैतिकी - विद्युत आवेष तथा विद्युत आवेष घनत्व के प्रकार, कूलाॅम का नियम। विद्युत क्षेत्र के लिए सामान्य व्यंजक म्ण् विद्युत प्रवाह, गॉस का नियम (अनुप्रयोग सहित)। स्थिरवैद्युत क्षेत्र का विचलन तथा कर्ल। विद्युत क्षेत्र का रेखा समाकल, विद्युत विभव (ट), विद्युत विभव के प्रवणता के ऋणात्मक के रूप में विद्युत क्षेत्र (म् त्र दृट), विद्युत क्षेत्र की संरक्षी प्रकृति। विद्युत विभव तथा एक द्विध्रुवीय और चतुध्र्रुव के कारण विद्युत क्षेत्र। एक समान और असमान विद्युत क्षेत्र में एक द्विध्रुव पर बल तथा बल आघूर्ण। आवेशों के विन्यास की विद्युत स्थैतिकी ऊर्जा, तथा समान रूप से आवेशित क्षेत्र।
पदार्थ में विद्युत क्षेत्र- ध्रुवण, ध्रुवण सदिष (च्), परिबद्ध आवेश, विद्युत विस्थापन सदिष ( क्), विद्युत प्रवृति और परावैद्युत नियतांक । म्ए च् तथा क् के मध्य संबंध। लाॅरेंज़ स्थानीय क्षेत्र, क्लॉसियस-मोसोटी समीकरण, डेबी समीकरण।
स्थिर चुम्बकीय- धाराओं का चुंबकीय प्रभाव, चुंबकीय क्षेत्र (ठ), बायोट-सेवर्ट का नियम (अनुप्रयोग सहित)। एम्पीयर का परिपथीय नियम तथा इसके अनुप्रयोग। चुम्बकीय क्षेत्र का विचलन तथा कर्ल। अदिष तथा सदिष चुम्बकीय विभव। गतिमान आवेश पर बल। धारा वाहक तार तथा उसके लूप पर चुम्बकीय बल। एकसमान चुम्बकीय क्षेत्र में धारा लूप पर बल आघूर्ण। एक चुम्बकीय द्विध्रुवीय तथा उसके द्विध्रुवीय आघूर्ण के रूप में धारा लूप।
पदार्थ के चुम्बकीय गुण- चुम्बकीयकरण सदिष (ड), चुम्बकीय तीव्रता (भ्), चुम्बकीय प्रवृत्ति तथा चुम्बकषीलता । ठए ड तथा भ् के मध्य संबंध। चुंबकीय पदार्थ के प्रकार। ठ.भ् वक्र तथा हिस्टैरिसीस।
समय परिवर्ती विद्युतचुम्बकीय क्षेत्र- फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम तथा लेन्ज के नियम। प्रेरित विद्युत क्षेत्र, प्रेरित विद्युत क्षेत्र की असंरक्षी प्रकृति। स्व- प्रेरकत्व तथा अन्योन्य प्रेरकत्व (अनुप्रयोग सहित)। एक सोलनॉइड तथा टोरॉइड का स्व-प्रेरकत्व , दो कुंडलियों का अन्योन्य प्रेरकत्व। चुंबकीय क्षेत्र में संग्रहित ऊर्जा। उपरिस्तर प्रभाव।
परिवर्तित चुंबकीय क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन की गति - बीटाट्रॉन समीकरण। गतिमान कुंडली बैलिस्टिक गैल्वेनोमीटर के सिद्धांत तथा कार्यप्रणाली (अनुप्रयोग सहित)।
विद्युतचुम्बकीय तरंगें- धारा की सांतत्यता का समीकरण, विस्थापन धारा, मैक्सवेल के समीकरणों की व्युत्पत्ति तथा मैक्सवेल संषोधित पद का भौतिक महत्व। निर्वात तथा समदैशिक परावैद्युत माध्यम में विद्युत चुम्बकीय तरंगें, विद्युत चुम्बकीय तरंगों की अनुप्रस्थ प्रकृति, विद्युत चुम्बकीय तरंग में ऊर्जा घनत्व - पॉइंटिंग सदिष।