Elektrodynamika klasyczna

Studenci powinni posiadać podstawowe wiadomości z teorii elektryczności i magnetyzmu .

Konieczna jest podstawowa wiedza na temat równań różniczkowych cząstkowych.

przedmiot obligatoryjny

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli: 77 godz.

- udział w wykładach: 30 godz.

- udział w ćwiczeniach: 45 godz.

- udział w egzaminach: 2 godz.

Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta: 80 godz.

- przygotowanie do wykładu: 15 godz.

- przygotowanie do ćwiczeń: 15 godz.

- czytanie literatury: 10 godz.

- przygotowanie do egzaminu: 20 godz.

- przygotowanie do kolokwium: 20 godz.

Łącznie: 157 godz. (6 ECTS)

W1 (K_W01 - Astronomia; K_W01 - Fizyka)

Na bazie równań Maxwella posiada wiedzę o koncepcji teorii pola w fizyce.

W2 (K_W05 - Astronomia; K_W05 - Fizyka)

Posiada wiedzę o oddziaływaniu pola elektromagnetycznego i naładowanej materii.

W3 (K_W04 - Astronomia; K_W03 - Fizyka)

Posiada wiedzę o podstawowych wielkościach fizycznych opisujących zjawiska elektromagnetyczne oraz promieniowanie elektromagnetyczne.

W4 (K_W02, K_W03 - Astronomia; K_W04, K_W06 - Fizyka)

Posiada wiedzę o podstawowych narzędziach matematycznych wykorzystywanych w klasycznej teorii pola i szczególnej teorii względności

U1 (K_U01 - Astronomia; K_U01 - Fizyka)

Potrafi stosować formalizm matematyczny w zagadnieniach z teorii Maxwella. Stosując równania Maxwella potrafi wyjaśnić prawa zachowania ładunku, energii oraz pędu. Zna podstawy promieniowania elektromagnetycznego.

U2 (K_U02 - Astronomia; K_U04 - Fizyka)

Potrafi samodzielnie rozwiązywać zadania i problemy dotyczące pola elektromagnetycznego wytwarzanego przez zadane rozkłady ładunków i prądów.

K1 (K_K01 - Astronomia; K_K01 - Fizyka)

Zna ograniczenia własnej wiedzy na przykładzie fundamentalnych oddziaływań w Przyrodzie oraz rozumie potrzebę dalszego kształcenia.

K2 (K_K02, K_K03 - Astronomia; K_K03 - Fizyka)

Rozumie znaczenie uczciwości w działalności naukowej, docenia znaczenie prawnych aspektów własności intelektualnej i zasad etycznych.

K3 (K_K04 - Astronomia; K_K04 - Fizyka)

Ma świadomość i zrozumienie społecznych aspektów praktycznego stosowania zdobytej wiedzy oraz związanej z tym odpowiedzialnością. Rozumie potrzebę popularyzacji wiedzy i jej krzewienie w świadomości społecznej dla racjonalnego podejmowania decyzji.

Wykład konwencjonalny połączony z konwersatoryjnym.

Cwiczenia - klasyczna metoda problemowa.

- wykład informacyjny (konwencjonalny)
- wykład konwersatoryjny

- ćwiczeniowa
- giełda pomysłów

Definicje wielkości opisujących pole elektromagnetyczne oraz jego żródła. Równania Maxwella w postaci całkowej oraz różniczkowej. Nieciągłości pola. Metody rozwiązywania równań Maxwella. Relatywistyczne sformułowanie elektrodynamiki. Modele czasoprzestrzeni. Teoria potencjału. Teoria promieniowania.

0. Wprowadzenie do przedmiotu: historia równań Maxwella

1.Wielkości opisujące pole elektromagnetyczne i jego źródła.

2.Równania Maxwella.

2.1.Całkowa postać równań.

2.2.Równania materiałowe.

2.3.Różniczkowa postać równań.

2.4.Nieciągłości pola na granicy ośrodków

3. Prawa zachowania w teorii Maxwella

3.1.Prawa zachowania ładunku

3.2. Prawa zachowania energii

3.3. Prawa zachowania pędu

4.Relatywistyczne sformułowanie elektrodynamiki.

4.1.Zasada względności Einsteina.

4.2.Czasoprzestrzeń Minkowskiego.

4.3.Równania Maxwella w postaci kowariantnej.

4.4.Transformacja Lorentza dla pola elektromagnetycznego.

4.5.Zasady wariacyjne.

5.Teoria promieniowania.

5.1.Pole elektromagnetyczne w ośrodkach.

5.2.Promieniowanie oraz potencjały Lienarda-Wicherta.

5.3.Hamiltonowska postać równań Maxwella.

- D. Chruściński, Electrodynamics and field theory (skrypt do wykładu)

- D. J. Griffiths, Podstawy elektrodynamiki (PWN, 2005)

J.D. Jackson, Elektrodynamika klasyczna (PWN).

Część wykładowa weryfikowana jest egzaminem pisemnym.

Część ćwiczeniowa jest weryfikowana poprzez dwa kolokwia.

Skala ocen:

50-60% - ocena: 3 (dst)

60-70% - ocena: 3+ (dst+)

70-80% - ocena: 4 (db)

80-90% - ocena: 4+ (db+)

90-100% - ocena: 5 (bdb)

---------