Uniwersytet w Białymstoku - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Elementy elekrodynamiki klasycznej

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 390-FS1-2EEK Kod Erasmus / ISCED: 13.201 / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Elementy elekrodynamiki klasycznej
Jednostka: Wydział Fizyki
Grupy: Fizyka - I stopień stacjonarne - obow 2018/2019
fizyka ogólna 2 rok I stopień sem. letni
Punkty ECTS i inne: 9.00
zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Rodzaj przedmiotu:

kierunkowe
obowiązkowe
ogólne kierunkowe

Wymagania (lista przedmiotów):

Algebra 0900-FG1-1AL
Analiza matematyczna I 0900-FS1-1AM1
Analiza matematyczna II 0900-FS1-1AM2
Elementy mechaniki teoretycznej 0900-FS1-2EMT

Założenia (lista przedmiotów):

Algebra 0900-FG1-1AL
Analiza matematyczna I 0900-FS1-1AM1
Analiza matematyczna II 0900-FS1-1AM2
Elementy mechaniki teoretycznej 0900-FS1-2EMT

Założenia (opisowo):

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z teoretycznymi założeniami elektrodynamiki klasycznej. Szczególny nacisk kładzie się na zrozumienie fizycznych podstaw przedmiotu. Szeroko dyskutuje się katalog zjawisk fizycznych, które dają się łatwo opisać w terminach elektrodynamiki klasycznej.



Tryb prowadzenia przedmiotu:

w sali

Skrócony opis:

Elementy elektrodynamiki klasycznej są jednosemestralnym kursem przedmiotu, obejmującym 45 godzin wykładu i 45 godzin konwersatorium.

Treść nauczania obejmuje:

1) Zapoznanie studentów z podstawowymi pojęciami.

2) Analizę wektorową w 3. wymiarach.

3) Pola elektrostatyczne.

4) Pola magnetostatyczne.

5) Prawa indukcji elektromagmetycznej.

6) Równania Maxwella.

7) Fale elektromagnetyczne.

8) Promieniowanie elektromagnetyczne.

Pełny opis:

Elementy elektrodynamiki klasycznej są jednosemestralnym kursem przedmiotu, obejmującym 45 godzin wykładu i 45 godzin konwersatorium (3 godziny wykładu i 3 godziny konwersatorium tygodniowo).

Profil studiów: ogólnoakademicki.

Forma studiów: stacjonarne.

Moduł: fizyka teoretyczna, przedmiot obowiązkowy.

Dziedzina i dyscyplina nauki: nauki fizyczne, elektrodynamika klasyczna.

Rok studiów, semestr: 2 rok, 4 semestr, studia I stopnia.

Wymagania wstępne: kurs analizy matematycznej, kurs algebry, kurs mechaniki klasycznej.

Metody dydaktyczne: wykład, rozwiązywanie zadań, zadania domowe, dyskusje, konsultacje, samodzielne studiowanie.

Punkty ECTS: 9.

Bilans nakładu pracy studenta: wykład (45 godzin), konwersatorium (45 godzin), zadania domowe (90 godzin), dyskusje (5 godzin), konsultacje (15 godzin), samodzielne studiowanie (90 godzin).

Wskaźniki ilościowe: wykład (2 punkty ECTS), konwersatorium (2 punkty ECTS), zadania domowe (2 punkty ECTS), dyskusje (0,5 punktu ECTS), konsultacje (0,5 punktu ECTS), samodzielne studiowanie (2 punkty ECTS).

Treść nauczania obejmuje:

1) Prawo Coulomba dla ładunków punktowych i ciągłych rozkładów ładunku elektrycznego.

2) Prawo Gaussa w próżni w postaci różniczkowej i całkowej. Potencjał elektrostatyczny, Praca i energia w elektrostatyce. Zasada superpozycji w elektrostatyce.

3) Własności przewodników w ramach elektrostatyki. Dipole elektryczne. Polaryzacja dielektryczna, ładunki związane, pole D. Prawo Gaussa w dielektryku, ładunki swobodne. Dielektryki liniowe, energia układu dielektryków.

4) Równanie ciągłości prądu elektrycznego, prawo zachowania ładunku elektrycznego. Siła Lorentza. Prawo Biota-Savarta.

5) Prawo Ampere’a w postaci różniczkowej i całkowej. Statyczne równania Maxwella. Potencjał wektorowy pola magnetycznego. Dipole magnetyczne.

6) Zjawiska paramagnetyzmu i diamagnetyzmu. Magnetyzacja, indukowane prądy związane. Prawo Ampere’a w materiałach magnetycznych, pole H. Domeny magnetyczne, zjawisko ferromagnetyzmu, pętla histerezy.

7) Prawo Ohma, postać polowa i potencjałowa. Siła elektomotoryczna SEM, prawo strumienia.

8) Indukcja elektromagnetyczna, prawo Faradaya. Prawo Lenza - uniwersalna reguła strumienia. Indukcyjność wzajemna i własna obwodów.

9) Modyfikacja Maxwella dla prawa Ampere’a. Równania Maxwella ze źródłami w próżni i liniowym ośrodku dielektrycznym. Równania Maxwella dla potencjałów, transformacja cechowania, warunek Lorentza, wektor i prawo

Poytinga.

10) Fale elektromagnetyczne w próżni i liniowym ośrodku dielektrycznym. Prawa optyki geometrycznej i równania Fresnela dla fal elektromagnetycznych na granicy dwóch ośrodków.

11) Potencjały opóźnione w cechowaniu Lorentza. Potencjały Lienarda-Wiecherta dla ładunku punktowego. Pole elektromagnetyczne dla ładunku punktowego poruszającego się ze stałą prędkością.

12) Promieniowanie dowolnego rozkładu ładunku elektrycznego: pole elektryczne, pole magnetyczne, pole promieniowania.

Literatura:

Zalecana literatura:

1) D. J. Griffiths: "Podstawy elektrodynamiki", Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005

2) J. D. Jackson: "Elektrodynamika klasyczna", Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa1987

Literatura uzupełniająca:

1) M. Suffczyński: "Elektrodynamika", Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1978

2) L. Landau, E. Lifszyc: "Elektrodynamika ośrodków ciągłych", Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2012

3) Bo Thide: "Electromagnetic Field Theory", UPSILON BOOKS - wersja elektroniczna dostępna u wykładowcy

Efekty uczenia się:

Student:

1. Rozumie rolę modelu ilościowego i abstrakcyjnego opisu obiektu fizycznego oraz zjawiska fizycznego w zakresie podstawowych działów fizyki. K_W02

2. Zna ograniczenia stosowalności wybranych teorii fizycznych, modeli obiektów fizycznych i opisu zjawisk fizycznych. K_W04

3. Rozumie formalną strukturę podstawowych teorii fizycznych, potrafi użyć odpowiednich narzędzi matematycznych do ilościowego opisu zjawisk z wybranych działów fizyki. K_W09

4. Ma wiedzę z zakresu podstaw elektrodynamiki klasycznej, formalizmu oraz interpretacji teorii, zna teoretyczny opis oraz narzędzia matematyczne do analizy wybranych układów elektromagnetycznych. K_W05

5. Umie ze zrozumieniem i krytycznie korzystać z zasobów literatury oraz zasobów Internetu w odniesieniu do problemów elektrodynamiki klasycznej. K_U10

6. Rozumie strukturę fizyki jako dyscypliny naukowej, uzyskuje świadomość powiązań poszczególnych dziedzin i teorii, zna przykłady błędnych hipotez fizycznych i błędnych teorii fizycznych. K_W02

7. Umie stosować poznane narzędzia matematyki do formułowania i rozwiązywania wybranych problemów z zakresu fizyki teoretycznej i doświadczalnej. K_W11

8. Umie przedstawić teoretyczne sformułowanie elektrodynamiki klasycznej oraz używając odpowiednich narzędzi matematycznych przeprowadzić teoretyczną analizę wybranych układów elektromagnetycznych. K_U08

9. Zna ograniczenia swojej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia, podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i społecznych. K_K02

10. Potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze i zasobach Internetu, także w językach obcych. K_U42

Treści kształcenia.

I. Pojęcia podstawowe.

1) Pola wektorowe w przestrzeni 3. wymiarowej.

2) Zasada superpozycji.

3) Zasady zachowania i wiekości zachowane.

4) Wielkości mierzalne.

II. Pojęcia zaawansowane.

1) Potencjały pola elektromagnetycznego.

2) Fale elektromagnetyczne.

3) Promieniowanie.

4) Relatywistyczna współzmienniczość elektrodynamiki.

Metody i kryteria oceniania:

Studenci uczestniczą w wykładzie wzbogaconym o symulacje komputerowe ilustrujące przekazywane treści. Są stymulowani do zadawania pytań i dyskusji.

Po zakończeniu kształcenia z przedmiotu elektrodynamika klasyczna odbywa się egzamin pisemny i ustny, który weryfikuje uzyskaną wiedzę.

Studenci otrzymują listy zadań do samodzielnego rozwiązania, których treść jest skorelowana z treścią wykładu. Podczas zajęć przedstawiają ich rozwiązania. Prowadzący zwraca szczególną uwagę na rozumienie używanych pojęć, klarowność prezentacji, stymuluje grupę do zadawania pytań i dyskusji. Prowadzący stara się wytworzyć w grupie ćwiczeniowej poczucie odpowiedzialności za zespół i zachęca do pracy zespołowej.

Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie oceny, która uwzględnia:

1. Umiejętność rozwiązywania zadań z określonych działów elektrodynamiki klasycznej.

2. Umiejętność prezentacji rozwiązań.

3. Umiejętność dyskusji na tematy związane z przedmiotem.

4. Umiejętność korzystania z zasobów literatury i Internetu.

5. Zdolność do współpracy w grupie.

6. Kreatywność w podejściu do rozwiązywanych problemów.

Ocenianie ciągłe przez prowadzącego zajęcia.

Ocena końcowa wyrażona liczbą przewidzianą w regulaminie studiów, która uwzględnia ocenę wiedzy, umiejętności i kompetencji studenta.

Zajęcia w cyklu "Rok akademicki 2020/21" (w trakcie)

Okres: 2020-10-01 - 2021-06-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Konwersatorium, 45 godzin więcej informacji
Wykład, 45 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Jerzy Przeszowski
Prowadzący grup: Artur Kobus, Jerzy Przeszowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Konwersatorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet w Białymstoku.