Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu - Centralny punkt logowaniaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Wybrane zagadnienia elektrodynamiki

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 0800-WZELE Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (0533) Fizyka
Nazwa przedmiotu: Wybrane zagadnienia elektrodynamiki
Jednostka: Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej
Grupy: Fizyka Techn. s2. Przedmiot specjalistyczny dot. zastosowań fizyki
Punkty ECTS i inne: 5.00
Język prowadzenia: polski
Wymagania wstępne:

Student przystępujący do tego przedmiotu powinien:

1) znać podstawowe pojęcia analizy wektorowej i podstawy równań różniczkowych cząstkowych,

2) posiadać elementarne umiejętności rachunkowe związane z tymi pojęciami,

3) mieć elementarne przygotowanie z zakresu kursu fizyki ogólnej: elektryczność i magnetyzm.


Rodzaj przedmiotu:

przedmiot obowiązkowy

Całkowity nakład pracy studenta:

140 godzin lekcyjnych

w tym:

- godziny realizowane z udziałem nauczycieli: 70 h (30 h wykładu, 30 h ćwiczeń, 10 h konsultacji)

- czas poświęcony na pracę indywidualną potrzebny do pomyślnego zaliczenia przedmiotu: 50 h (bieżące przygotowanie do kolejnych wykładów, ćwiczeń i sprawdzianów)

- czas wymagany do przygotowania się i uczestnictwa w procesie oceniania: 20 h (przygotowanie do egzaminu)

- czas wymagany do odbycia obowiązkowych praktyk: 0 h


Efekty uczenia się - wiedza:

W1 - zna elementarną analizę wektorową stosowaną do rozwiązywania problemów z dziedziny elektrodynamiki (fizyka techniczna II stopień K_W01, K_W04)

W2 - Zna zasady zachowania: ładunku, energii, pędu i rozumie z tym związane pojęcia: wektor Poyntinga, pęd pola i tensora napięć Maxwella (fizyka techniczna II stopień K_W01)

W3 - zna równaniia Maxwella oraz warunki brzegowe na granicach ośrodków i ich znaczenie do opisu zjawisk fizycznych (fizyka techniczna II stopień K_W01)

W4 - rozumie związek między polami mikroskopowymi i makroskopowymi (fizyka techniczna II stopień K_W01)

W5 - rozumie pojęcia czasu i przestrzeni oraz dynamikę relatywistyczną,

rozumie związek między polami promieniowania i poruszającymi się ładunkami (fizyka techniczna II stopień K_W01)

W6 - posiada wiedzę niezbędną do opisu oraz modelowania prostych zagadnień promieniowania oraz transmisji fal EM (fizyka techniczna II stopień K_W01, K_W04)

Efekty uczenia się - umiejętności:

U1 - potrafi rozwiązywać równania Maxwella z narzuconymi warunkami brzegowym:, zastosować metodę obrazów, zastosować metodę wielomianów ortogonalnych, zastosować metodę separacji zmiennych (fizyka techniczna II stopień K_U01)


U2 - potrafi sformułować prawa Maxwella w sposób relatywistycznie niezmienniczy ((fizyka techniczna II stopień K_U01)


U3 -potraf rozwiązać wybrane problemy niestacjonarne (fizyka techniczna II stopień K_U01)


U4 - potrafi przedstawić otrzymane rozwiązania w formie pisemnej, ustnej, prezentacji multimedialnej lub plakatu (fizyka techniczna II stopień K_U07)


U5 - potrafi zastosować wiedzę i metody elektrodynamiki do innych dyscyplin naukowych (fizyka techniczna II stopień K_U06)


Efekty uczenia się - kompetencje społeczne:

K1 -zna ograniczenia własnej wiedzy i umiejętności; rozumie potrzebę ciągłego kształcenia się (fizyka techniczna II stopień K_K01)


Metody dydaktyczne podające:

- wykład informacyjny (konwencjonalny)
- wykład problemowy

Metody dydaktyczne poszukujące:

- ćwiczeniowa
- klasyczna metoda problemowa

Skrócony opis:

Celem wykładu jest zapoznanie studentów z podstawowymi prawami elektrodynamiki oraz ich konsekwencjami.

Wykład ma charakter teoretyczny, po jego wysłuchaniu studenci powinni opanować umiejętność posługiwania się aparatem matematycznym niezbędnym do efektywnego rozwiązywania podstawowych zagadnień związanych z opisem stacjonarnych pól elektromagnetycznych oraz wytwarzaniem i rozchodzeniem się fal.

Znajomość elektrodynamiki klasycznej jest niezbędna dla zrozumienia większości zjawisk znanych z życia codziennego. Dała początek polowemu opisowi oddziaływań i jest niezbędna do zrozumienia wielu innych teorii fizycznych.

Metody rachunkowe stosowane w elektrodynamice są na tyle uniwersalne, że znajdują zastosowanie we wszystkich dziedzinach fizyki.

Pełny opis:

Wymagania:

Znajomość matematyki i fizyki na poziomie studiów inżynierskich.

Program zajęć:

1.Równania Maxwella: postać całkowa i różniczkowa, równania materiałowe, zasada zachowania energii.

2.Elektrostatyka: równanie Laplace'a i Poissona, funkcja Greena dla równania Poissona, dielektryki w polu elektrycznym, multipole elektryczne.

3.Magnetostatyka: potencjał wektorowy, dipol magnetyczny.

zasady zachowania energii, pędu i momentu pędu dla pola elektromagnetycznego

4. Fale elektromagnetyczne - płaska fala elektromagnetyczna - przejście fali przez granicę dwóch dielektryków (wzory Fresnela) - propagacja fal elektromagnetycznych w falowodach

5.Cechowanie Lorentza i Coulomba, funkcja Greena dla równania falowego,

6. Potencjały Lienarda-Wiecherta, potencjały i pola poruszającego się ładunku.

7. Promieniowanie: promieniowanie dipolowe, promieniowanie ładunku punktowego, reakcja promieniowania

5.Szczególna teoria względności.

6.Elektrodynamika i teoria względności - relatywistyczne sformułowanie równań Maxwella - transformacja Lorentza dla pola elektromagnetycznego.

Literatura:

- D. Griffiths, Elektrodynamika (PWN Warszawa 2003)

- J. D. Jackson, Elektrodynamika klasyczna (PWN, Warszawa 1982).

- A. N. Matwiejew, Teoria pola elektromagnetycznego (PWN, Warszawa 1967).

- L. Landau, E. Lifszyc, Elektrodynamika ośrodków ciągłych

- L. Landau, E. Lifszyc, Teoria pola

Metody i kryteria oceniania:

Zaliczenie ćwiczeń odbywa się na podstawie aktywności na zajęciach, wykonywania zadań domowych oraz zaliczenia na ocenę pozytywna co najmniej dwóch sprawdzianów

Zaliczenie przedmiotu odbywa się na podstawie pozytywnej oceny z ćwiczeń rachunkowych oraz wyniku egzaminu pisemnego. Egzamin pisemny składa się z trzech części: krótkiego sprawdzianu z teorii (definicje pojęć, proste zadania), pisemnego rozwiązania wybranych zagadnień teoretycznych, rozwiązania kilku zadań praktycznych.

Egzamin sprawdza osiągnięcie efektów W2-W6, U1-U5, K1

Sprawdziany – W1-W5, U1, U2, U4, K1

Praktyki zawodowe:

Brak

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2017/18" (zakończony)

Okres: 2017-10-01 - 2018-02-25
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Pepłowski
Prowadzący grup: Kamil Fedus, Piotr Pepłowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2018/19" (zakończony)

Okres: 2019-02-25 - 2019-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Pepłowski
Prowadzący grup: Kamil Fedus, Piotr Pepłowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2019/20" (zakończony)

Okres: 2020-02-29 - 2020-09-20
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Pepłowski
Prowadzący grup: Kamil Fedus, Piotr Pepłowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2020/21" (w trakcie)

Okres: 2021-02-22 - 2021-09-20
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Pepłowski
Prowadzący grup: Kamil Fedus, Piotr Pepłowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2021/22" (jeszcze nie rozpoczęty)

Okres: 2022-02-28 - 2022-09-20
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Pepłowski
Prowadzący grup: Kamil Fedus
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.