Elementy elektrodynamiki klasycznej
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | 0900-FM1-2EEK |
Kod Erasmus / ISCED: | (brak danych) / (brak danych) |
Nazwa przedmiotu: | Elementy elektrodynamiki klasycznej |
Jednostka: | Wydział Fizyki. (do 30.09.2019) |
Grupy: | |
Punkty ECTS i inne: |
(brak)
|
Język prowadzenia: | polski |
Rodzaj przedmiotu: | obowiązkowe |
Wymagania (lista przedmiotów): | Algebra 0900-FG1-1AL |
Założenia (lista przedmiotów): | Algebra 0900-FG1-1AL |
Założenia (opisowo): | Elementy elektrodynamiki klasycznej są jedno-semestralnym kursem przedmiotu, obejmującym 30 godzin wykładu i 30 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. |
Skrócony opis: |
Wykład obejmuje następujące części: Zapoznanie studentów z podstawowymi pojęciami. Analiza wektorowa w 3-wymiarach. Pola elektrostatyczne. Pola magnetostatyczne. Prawa indukcji elektromagmetycznej Równania Maxwella. Fale elektromagnetyczne. Promieniowanie elektromagnetyczne. |
Pełny opis: |
Elementy elektrodynamiki klasycznej są jedno-semestralnym kursem przedmiotu, obejmującym 30 godzin wykładu i 30 godzin konwersatorium (2 godziny wykładu i 2 godziny konwersatorium tygodniowo). Profil studiów: ogólno-akademicki. 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: 6. Bilans nakładu pracy studenta: wykład (30 godzin), konwersatorium (30 godzin), zadania domowe (60 godzin), dyskusje (5 godzin), konsultacje (15 godzin), samodzielne studiowanie (60 godzin). Wskaźniki ilościowe: wykład (1.5 punkty ECTS), konwersatorium (2 punkty ECTS), zadania domowe (1 punkt ECTS), dyskusje (0,5 punktu ECTS), konsultacje (0,5 punktu ECTS), samodzielne studiowanie (0.5 punktu ECTS). 1 tydzień: Prawo Coulomba dla ładunków punktowych i ciągłych rozkładów ładunku elektrycznego. 2 tydzień: Prawo Gaussa w próżni w postaci różniczkowej i całkowej. Potencjał elektrostatyczny, Praca i energia w elektrostatyce. Zasada superpozycji w elektrostatyce. 3 tydzień: 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 tydzień: Równanie ciągłości prądu elektrycznego, prawo zachowania ładunku elektrycznego. Siła Lorentza. Prawo Biota-Savarta. 5 tydzień: Prawo Ampere’a w postaci różniczkowej i całkowej. Statyczne równania Maxwella. Potencjał wektorowy pola magnetycznego. Dipole magnetyczne. 6 tydzień: Zjawiska paramagnetyzmu i diamagnetyzmu. Magnetyzacja,indukowane prądy związane. Prawo Ampere’a w materiałach magnetycznych, pole H. Domeny magnetyczne, zjawisko ferromagnetyzmu, pętla histerezy. 7 tydzień: Prawo Ohma, postać polowa i potencjałowa. Siła elektromotoryczna SEM, prawo strumienia. 8 tydzień: Indukcja elektromagnetyczna, prawo Faradaya. Prawo Lenza - uniwersalna reguła strumienia. Indukcyjność wzajemna i własna obwodów. 9 tydzień: Modyfikacja Maxwella dla prawa Ampere’a. Równania Maxwella ze źródłami w próżni i liniowym ośrodku dielektrycznym. Równania Maxwella dla potencjałów, transformacja cechowania, warunek Lorentza. 10 tydzień: Fale elektromagnetyczne w próżni i liniowym ośrodku dielektrycznym. Notacja zespolona dla fal elektromagnetycznych, równania Fresnela dla fal elektromagnetycznych na granicy dwóch ośrodków. 11 tydzień: Potencjały opóźnione w cechowaniu Lorentza. Potencjały Lienarda-Wiecherta dla ładunku punktowego. Pole elektromagnetyczne dla ładunku punktowego poruszającego się ze stałą prędkością. 12 tydzień: Promieniowanie ładunku punktowego. Promieniowanie dipola elektrycznego. 13 tydzień: Promieniowanie1 i 2-wymiarowego rozkładu prądu elektrycznego Promieniowanie multipolowe. Potencjał Hertza. 14 tydzień: Promieniowanie: dipola elektrycznego, dipola magnetycznego, kwadrupola elektrycznego 15 tydzień: Promieniowanie przyspieszanego ładunku elektrycznego. Promieniowanie hamowania – Bremsstrahlung . Promieniowanie cyklotronowe. |
Literatura: |
Zalecana literatura: David J. Griffiths, Podstawy elektrodynamiki, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005. J. D. Jackson,Elektrodynamika klasyczna, Wydawnictwo Naukowe PWN,Warszawa1987. Literatura uzupełniająca: M.Suffczyński, Elektrodynamika,Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1978. L.Landau, E. Lifszyc, Elektrodynamika ośrodków ciągłych, Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 2012. BoThide, 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, 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, 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 |
Metody i kryteria oceniania: |
Po zakończeniu kształcenia z przedmiotu Elementy elektrodynamiki klasycznej odbywa się egzamin pisemny i ustny, który weryfikuje uzyskaną wiedzę. Studenci uczestniczą w wykładzie wspieranym narzędziami informatycznymi ilustrującymi przekazywane treści. Są stymulowani do zadawania pytań i dyskusji. 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. |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet w Białymstoku.