Electrodynamics and field theory
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | 0800-PA-ELFIELD |
Kod Erasmus / ISCED: |
(brak danych)
/
(0533) Fizyka
|
Nazwa przedmiotu: | Electrodynamics and field theory |
Jednostka: | Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej |
Grupy: | |
Punkty ECTS i inne: |
6.00
|
Język prowadzenia: | angielski |
Wymagania wstępne: | (tylko po angielsku) 1) Basic knowledge on electricity and magnetism (this includes Maxwell equations for electric and magnetic fields). 2) Vector calculus 3) Basic knowledge of linear partial differential equations: Laplace equations, Poison equation and wave equation. |
Rodzaj przedmiotu: | przedmiot obowiązkowy |
Całkowity nakład pracy studenta: | (tylko po angielsku) Contact hours with teacher: - participation in lectures and classes - 75 hrs Self-study hours: - preparation for lectures - 20 hrs - preparation for classes – 20 hrs - preparation for test - 20 hrs - preparation for examination- 25 hrs Altogether: 160 hrs (6 ECTS) |
Efekty uczenia się - wiedza: | (tylko po angielsku) Student W1: has extensive knowledge about differential equations, which allows to solve problems in electrostatics, magnetostatics, and electrodynamics W2: knows Maxwell field equations and methods of solving them in typical situations W3: knows relativistic formulation of electrodynamics W4: knows the elements of radiation theory (K_W01, K_W03) |
Efekty uczenia się - umiejętności: | (tylko po angielsku) Student U1: can model electromagnetic phenomena using mathematical techniques, U2: can form and analyze problems in the theory of electromagnetism, (K_U01, K_U02) |
Efekty uczenia się - kompetencje społeczne: | (tylko po angielsku) Student: K1: knows the limitations of their own knowledge in the field of electrodynamics, understands the necessity of further studies, (K_K01) |
Metody dydaktyczne: | (tylko po angielsku) Expository teaching methods: - informative lecture |
Metody dydaktyczne eksponujące: | - pokaz |
Metody dydaktyczne podające: | - opis |
Metody dydaktyczne poszukujące: | - ćwiczeniowa |
Metody dydaktyczne w kształceniu online: | - metody rozwijające refleksyjne myślenie |
Skrócony opis: |
(tylko po angielsku) Definitions of quantities describing electromagnetic fields and their sources. Maxwell's equations in integral and differential forms. Field discontinuities. Methods of solving Maxwell's equations. Relativistic formulation of electrodynamics. Spacetime models. Potential theory. Theory of radiation. Elements of classical field theory: Lagrangian and Hamiltonian formulation. Classical gauge theory: scalar electrodynamics and SU(2) Yang-Mills theory. |
Pełny opis: |
(tylko po angielsku) 1 Maxwell equations 1.1 Differential form 1.2 Integral form 1.3 Electrostatics and magnetostatics 1.4 Simple electric and magnetic configurations 1.5 Maxwells Equations in Matter 2 Conservation laws 2.1 Charge conservation 2.2 Energy conservation 2.3 Momentum conservation 2.4 Riemann-Silberstein vector 3 Electromagnetic waves in vacuum 4 Elements of special relativity theory 4.1 Minkowski space-time 4.2 Hyperbolic rotations and the geometry of light cones 4.3 Relativistic kinematics 5 Relativistic formulation of Maxwell equations 5.1 Electromagnetic potentials 5.2 Tensor calculus 5.3 Faraday field tensor 5.4 Equations for 4-potential 5.5 Transformation of electric and magnetic fields 5.6 Relativistic invariants 5.7 Electromagnetic field of uniformly moving charge 5.8 Lorentz force and dynamics of charges 5.9 Relativistic form of conservation laws 5.10 Relativistic definition of charge, energy and momentum 6. Solving Maxwell equations 6.1 How to solve the wave equation? 6.2 Solving for 4-potential 6.3 Covariant formulation 6.4 Lienard-Wiechert solution 7 Electromagnetic radiation 7.1 Radiation from the point charge 7.2 Hertz vector 7.3 Hertz dipole - dipole radiation 8 Lagrangian and Hamiltonian mechanics 8.1 Euler-Lagrange equations 8.2 Hamilton equations 8.3 Conservation laws 9 Lorentz group 9.1 Lorentz transformations in the 4D Minkowski space-time 9.2 Poincare group 9.3 How to realize on fields: Poincare algebra 9.4 Transformation properties of fields 10 Lagrangian field theory 10.1 Euler-Lagrange equations 10.2 Hamiltonian formulation 10.3 Scalar field 10.4 Complex scalar field 10.5 Lagrangian for the Maxwell field 10.6 Maxwell field + charged particle 11 Noether Theorem and conservation laws 11.1 General formulation 11.2 Translational invariance 11.3 Lorentz invariance 11.4 Energy-momentum tensor 11.5 Scalar field 11.5.1 Energy-momentum 11.5.2 Angular momentum 12 Gauge theory | scalar electrodynamics 12.1 Global gauge invariance 12.2 Local gauge invariance 13 Yang-Mills gauge theory 13.1 Global SU(2)-invariance 13.2 Local SU(2)-invariance 13.3 Gauge invariant Yang-Mills Lagrangian 13.4 Yang-Mills field equations |
Literatura: |
(tylko po angielsku) D. Griffith, Introduction to Electrodynamics, Cambridge University Press 2017 D. Jackson, Classical electrodynamics, Wiley L. Lifshitz and L. Landau, Classical theory of fields, P. Ramond, Field thoery: a modern primer, F. Scheck, Classical Field Theory: On Electrodynamics, Non-Abelian Gauge Theories and Gravitation, Springer 2012. |
Metody i kryteria oceniania: |
(tylko po angielsku) Assessment methods: - oral examination |
Praktyki zawodowe: |
(tylko po angielsku) Not applicable |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2022/23" (zakończony)
Okres: | 2022-10-01 - 2023-02-19 |
Przejdź do planu
PN WT WYK
ŚR CW
CZ PT |
Typ zajęć: |
Ćwiczenia, 45 godzin
Wykład, 30 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Dariusz Chruściński | |
Prowadzący grup: | Dariusz Chruściński | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę Wykład - Egzamin |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2023/24" (zakończony)
Okres: | 2023-10-01 - 2024-02-19 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR CW
CZ WYK
PT |
Typ zajęć: |
Ćwiczenia, 45 godzin
Wykład, 30 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Dariusz Chruściński | |
Prowadzący grup: | Dariusz Chruściński | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę Wykład - Egzamin |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.