Elektryczność i magnetyzm

Elektryczność i magnetyzm w zakresie wykładanym na podstawach fizyki (wykład Fizyka Ogólna 2), a także znajomość podstawowego rachunku różniczkowego, całkowego oraz wektorowego.

przedmiot obligatoryjny

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli ( 60 godz.):

- udział w wykładach – 30

- udział w ćwiczeniach – 30

Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta ( 100 godz.):

- przygotowanie do ćwiczeń – 30

- przygotowanie do egzaminu – 30

- przygotowanie do kolokwium – 40

Łącznie: 160 godz. (6 ECTS)

W1: Posiada wiedzę o podstawowych koncepcjach, zasadach i teoriach oraz ich historycznym rozwoju i znaczeniu w zakresie elektryczności i magnetyzmu – fizyka K_W01, fizyka techniczna K_W01, inżynieria nanostruktur K_W02

W2: Zna podstawy rachunku różniczkowego i całkowego, podstawy algebry w zakresie niezbędnym do opisu zjawisk i rozwiązywania problemów dotyczących elektryczności i magnetyzmu – fizyka K_W04, fizyka techniczna K_W01, inżynieria nanostruktur K_W01

W3: Zna podstawowe prawa fizyki klasycznej w zakresie elektryczności i magnetyzmu – fizyka K_W05, fizyka techniczna K_W02

U1: Potrafi w sposób zrozumiały, używając formalizmu matematycznego, przedstawiać podstawowe prawa w zakresie elektryczności i magnetyzmu – fizyka K_U01, fizyka techniczna K_U01, inżynieria nanostruktur K_U02

U2: Potrafi posługiwać się aparatem matematycznym w opisie i modelowaniu zjawisk i procesów w zakresie elektryczności i magnetyzmu – fizyka K_U04, fizyka techniczna K_U01, inżynieria nanostruktur K_U01

K1: Zna ograniczenia własnej wiedzy dotyczącej elektryczności i magnetyzmu i rozumie potrzebę dalszego kształcenia – fizyka K_K01, fizyka techniczna K_K01, inżynieria nanostruktur K_K01

Metoda dydaktyczna podająca:

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Metody dydaktyczne poszukujące:

- ćwiczeniowa

- klasyczna metoda problemowa

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

- ćwiczeniowa
- klasyczna metoda problemowa

Celem wykładu jest uzupełnienie wiadomości dotyczących pola elektromagnetycznego zdobytych w czasie kursu z podstaw fizyki. Przedstawione zostaną zagadnienia dotyczące elektrostatyki przewodników, przepływu prądu elektrycznego, własności pola elektrycznego i magnetycznego w materii, rodzajów dielektryków i substancji magnetycznych. Omówione zostaną także własności pola elektromagnetycznego wytwarzanego przez ładunki w ruchu i dipole elektryczne i magnetyczne o zmiennym w czasie momencie dipolowym. Poruszone zostaną podstawowe zagadnienia fizyki plazmy.

Podstawy elektromagnetyzmu:

- prawo Coulomba

- praca i energia pola elektromagnetycznego

- siła Lorentza

- prawo Biota-Savarta

- indukcja elektromagnetyczna

- potencjał skalarny i wektorowy

- równania Maxwella

Pole elektryczne w materii:

- przewodniki i izolatory

- zjawiska termoelektryczne

- elektryczny moment dipolowy

- dielektryki w zewnętrznym polu elektrycznym

- polaryzacja elektryczna

- podatność elektryczna

- równanie Clausiusa-Mossottiego

- rodzaje dielektryków (piezoelektryki, piroelektryki, ...)

Pole magnetyczne w materii:

- magnetyczny moment dipolowy

- magnetyzacja

- podatność magnetyczna

- diamagnetyki, paramagnetyki, ferroelektryki

Pola źródeł zmiennych w czasie:

- potencjały opóźnione

- potencjał Lienarda-Wiecherta

- promieniowanie dipolowe

- anteny dipolowe

Podstawowe zagadnienia fizyki plazmy

Literatura podstawowa:

1. D. J. Griffiths, Podstawy elektrodynamiki, PWN, Warszawa 2001

2. R. P. Feynman, R. B. Leighton, M. Sands, Feynmana wykłady z fizyki (Tom 2 cześć 1 i część 2), PWN, Warszawa 2019

Literatura uzupełniająca:

1. J. D. Jackson, Elektrodynamika klasyczna, PWN, Warszawa 1982

2. E. M. Purcell, Elektryczność i magnetyzm, PWN, Warszawa 1975

3. M. Zahn, Pole elektromagnetyczne, PWN 1989

4. W. Greiner, Classical electrodynamics, Springer, New York 1998

Metody oceniania:

egzamin pisemny - fizyka W01, W02, W05, U01, U04, fizyka techniczna W01, W02, U01, inżynieria nanostruktur W01, W02, U01, U02

kolokwium – fizyka U01, U04, fizyka techniczna U01, inżynieria nanostruktur U01, U02

Kryteria oceniania:

Wykład: egzamin pisemny, warunkiem zaliczenia wykładu jest zaliczenie ćwiczeń

ndst - <50%

dst- 50-59%

dst plus- 60-69%

db- 70-79%

db plus- 80-89%

bdb- 90-100%

Ćwiczenia: zaliczenie na ocenę na podstawie dwóch kolokwiów, możliwość podniesienia oceny o pół stopnia za aktywność na zajęciach, dopuszczalna nieusprawiedliwiona nieobecność na co najwyżej dwóch zajęciach

ndst - <50%

dst- 50-59%

dst plus- 60-69%

db- 70-79%

db plus- 80-89%

bdb- 90-100%

nie dotyczy