Hello, dear friend, you can consult us at any time if you have any questions, add WeChat: daixieit

PHY2323

Electricity and Magnetism

Winter 2022

Overview:

This electricity and magnetism course will use vector calculus notions extensively. Review and applications of vector    analysis: gradient, divergence and curl. Electrostatics: Coulomb's law, electric field, Gauss's law, energy and potential, conductors, semiconductors and dielectrics, capacitance, Poisson's and Laplace's equations. Steady electric currents.   Magnetostatics: magnetic fields and forces, Ampere's and Biot-Savart laws, Maxwell's equations, electromagnetic        potentials.

Prerequisites: (PHY1121 and PHY1122) or ((PHY1321 or PHY1331) and PHY1322) or PHY1124, (MAT2121 or MAT2322). A detailed list of topics is included at the end of this document.

Teaching Assistants:

➢  Teaching assistants (TA) will help manage the course. Their names, email addresses and office hours will be listed on Brightspace.

➢   Please contact your TAs by email for questions or to schedule a meeting on Zoom.

Lectures (online using Zoom):

Tuesdays 11:30am-12:50pm

Fridays 1:00pm-2:20pm

Tutorials and Problem Solving Sessions (Discussion Groups - DGD):

Tuesdays 7:00-8:20pm (zoom link on Brightspace)

Note: Problem-solving sessions (DGD) are essential to your success in this course. These sessions will explore      various problem-solving strategies related to the material covered in class. Exam questions will be based on the material covered in the lectures, in the assignments, on problems covered during the DGDs and on additional     problems available at the end of each chapter of the Guru book. The DGD also gives you the opportunity to ask  questions related to your assignments and exams. These DGD sessions will be run by one of your Teaching          Assistants (TA). I like having a TA run these tutorial sessions, as it gives you the opportunity to appreciate the      material from a different perspective. Who knows, maybe the TA will make more sense than me!

Consultation Time:

The best way to reach me and ask questions is by email. Many questions can be addressed by email but for         more complicated topics, we can schedule one-on-one meetings on Zoom. When emailing, please include              PHY2323 in the subject line of your email, as well as your full name and student number to help me identify your messages. I actually try to respond to your emails very quickly (perhaps slower on weekend!). If you don’t get a    reply within 48 hours, please feel free to email me again; I get tons (TONS!!!) of emails so your message might      have slipped through my filters!  But if you don’t include the course code in the subject and your name in the        message, it would be best not to expect a reply in order to avoid disappointment.

Textbook:

I will design my lectures to follow the book by Guru & Hiziroglu, but the lectures are meant to complement the book, not replace it. Therefore, it is important that you obtain a copy of this book. I picked this book for two

reasons: (1) It covers the material in a clear manner. (2) It’s one of the cheapest EM books at this level. In fact,

you can download the PDF for free through theuOttawa library!

Electromagnetic Field Theory Fundamentals by Bhag Guru and Huseyin Hiziroglu; Second Edition

(hardcopy available at themain campus bookstore)

Note 1: A FREE electronic copy (PDF) of the book should be available through the library. The link will be made available on Brightspace.

Note 2: There are lots of used books available as well.

Other optional textbooks:

Introduction to electrodynamics (Fourth Edition) by David J. Griffiths (often used for PHY3320 – slightly more mathematically rigorous, with many applied examples. I like this book a lot, but it’s rather expen$ive)

Fundamentals of Applied electromagnetics (sixth Edition) by Fawwaz T. Ulaby (Used in subsequent engineering course I believe - less rigorous but has more applied examples)

Grading:

Assignments/Quizzes: 20%

Midterm Test: 30%

Final Exam: 50%

NOTE 1: Some assignments might be assessed as a timed online “quiz”. Quizzes will always be announced ahead of time.

NOTE 2: Concerns regarding an assignment/quiz/exam mark are to be raised with your TA or with me within 7

days of it being returned to you. No appeals will be accepted thereafter.

NOTE 3: In case of illness, a medical note must be submitted within one week of the evaluation date.

Dates:

Reading/Study Week: February 21-25

The Midterm Exam will be held on March 1 from 11:30 to 12:50. The midterm will be held during class time, and administered via Brightspace.

The final exam date will be announced when the Faculty organizes the schedule. The final exam will be cumulative, covering the entire semester.

Online exams will be managed on Brightspace and proctored on Respondus/Zoom. You will be expected to turn on your webcams during the exams to facilitate proctoring. Please note that teamwork during exams or the use of solved problems found on the internet constitutes academic fraud.

Attendance:

Attendance to lectures is usually mandatory. In fact, based on my observations over the years, there seems to  be a strong correlation between grades and attendance to lectures. The course will be offered online this year, using Zoom. I realize that participation in these real-time lectures might be challenging for some of you for         various reasons, so I will not take attendance. However, I do hope you will join the real-time sessions. But I will also try to share recordings of these Zoom lectures.

Assignments/quizzes:

Assignments will be posted on our website every 7-14 days. Our class size is very large this year. Therefore,         depending on the length of the assignment, marking of the assigned work may involve grading a reduced             number of problems chosen at random or could entail a quiz that is based on a subset of the assignment              problems. Failing to complete an assignment should be followed up with an official medical note, sent to me by email. In these cases, the missed assignment will not count towards your final grade. The assignment portion of the final grade will be based on the remaining completed assignments/quizzes.

University Policies and Resources:

Beware of academic fraud!

Academicfraud is an act by a student that may result in a false evaluation (including papers, tests, examinations, etc.). It is not tolerated by the University. Any person found guilty of academic fraud will be subject to severe sanctions.

Here are some examples of academic fraud:

•    Plagiarism or cheating of any kind;

•    Communication with others during evaluations;

•    Communication on public online platforms (e.g. social media, Discord, WhatsApp, etc.) while others are still completing a timed evaluation, even if you have personally completed the evaluation;

•    Submit a work for which you are not the author, in whole or part;

•    Submit the same piece of work for more than one course without the written consent of the professors

concerned.

Please consultthis webpage:it contains regulations and tool to help you avoid plagiarism.

An individual who commits or attempts to commit academic fraud, or who is an accomplice, will be penalized. Here are some examples of possible sanctions:

•    Receive an “F”for the work or in the course in question;

•    Imposition of additional requirements (from 3 to 30 credits) to the program of study;

•    Suspension or expulsion from the Faculty.

You can refer to the regulations onthis webpage.

Discussions with other students are encouraged, but these discussions must remain conceptual and done verbally. Sharing your work (solutions), even verbally, may be construed as academic fraud.

Student Services

Academic Writing Help Centre

At the AWHC you will learn how to identify, correct and ultimately avoid errors in your writing and become an autonomous writer.

In working with our Writing Advisors, you will be able to acquire the abilities, strategies and writing tools that will enable you to:

•    Master the written language of your choice

•    Expand your critical thinking abilities

•    Develop your argumentation skills

•    Learn what the expectations are for academic writing

Career Services

Career Services offers various services and a career development program to enable you to recognize and enhance the employability skills you need in today's world of work.

Counselling Service

There are many reasons to take advantage of the Counselling Service. We offer:

•    Personal counselling

•    Career counselling

•    Study skills counselling

Access Service

The Access Service acts as intermediary between students, their faculty and other University offices to ensure that the special needs of these students are addressed and that the best possible learning conditions are being offered.

Note that the University of Ottawa is affiliated withAEROandACEservices for the adaptation ofaccessible academic       materials for students with perceptual disabilities. If you have any questions, please contact theAccessibility Librarianor

theAccess servicesfor textbooks.

Policy  Prevention ofSexual Violence

The University of Ottawa will not tolerate any act of sexual violence. This includes acts such as rape and sexual                    harassment, as well as misconduct that take place without consent, which includes cyberbullying. The University, as well  as various employee and student groups, offers a variety ofservices and resources to ensure that all uOttawa community

members have access to confidential support and information, and to procedures for reporting an incident or filing a

complaint. For more information, please visitwww.uOttawa.ca/sexual-violence-support-and-prevention/.

Chapter/section

Topics

Chapter 2 -all

Review of Vector Calculus -Selected topics

3.2-3.3

Coulomb's Law for continuous charge distributions

3.4

Gauss' law and Electric Flux

3.5

Electric Potential for continuous charge distributions; Relationship between E field and V

3.6

Electric Dipole

3.7,3.9

Materials in an Electric Field; boundary conditions for dielectrics and conductors

3.8

Energy in an electric field

3.10

Capacitors, calculating capacitance

3.11

Poisson and Laplace Equations

3.12

Method of images

4.1-4.2

Current; current density, conductivity, drift velocity, etc.

4.3

Resistance

4.4-4.5

Equation of continuity; relaxation time

4.6

Joule's heating law

5.2

Biot-Savart law

5.3

Magnetic force law

5.4

Magnetic torque

5.5

Magnetic flux and Gauss' law for Magnetic fields

5.7

Ampère's law

5.8

magnetic materials

5.10

Boundary conditions for magnetic fields

5.12

Magnetic circuits (brief overview)

Chapter 6

selected practical applications

7.2

EMF

7.3

Faraday's law

7.4,7.9-7.11

Maxwell's equations