Elementy elektrodynamiki klasycznej 390-FM1-2EEK
Profil studiów: ogólnoakademicki
Forma studiów: stacjonarne
Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy
Dziedzina i dyscyplina nauki: Dziedzina nauk ścisłych i przyrodniczych, Dyscyplina nauki fizyczne.
Poziom kształcenia: studia pierwszego stopnia
Rok studiów/semestr: 2. rok/4. semestr
Punkty ECTS: 6
Wymagania wstępne: kurs analizy matematycznej, kurs algebry, kurs mechaniki klasycznej.
Bilans nakładu pracy studenta:
- udział w wykładach (30 godz.),
- udział w konwersatoriach (30 godz.),
- praca własna studenta w domu (60 godz.),
Wskaźniki ilościowe:
- nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela - 3.6 ECTS;
- nakład pracy studenta związany z samodzielna pracą - 2.4 ECTS.
Zasady użycia sztucznej inteligencji (SI):
Podczas zajęć dozwolone jest korzystanie z systemów SI w zakresie:
1. Tłumaczenia maszynowego tekstów źródłowych z języków obcych.
2. Wyszukiwania i organizowania źródeł naukowych.
3. Tworzenia symulacji i modelowania omawianych na wykładzie zjawisk fizycznych.
Podczas egzaminu niedozwolone jest korzystanie z systemów SI.
W przypadku stwierdzenia naruszeń powyższych zasad, osoba kształcąca się może zostać pociągnięta do odpowiedzialności na podstawie odrębnych przepisów dyscyplinarnych.
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.
Rodzaj przedmiotu
Wymagania (lista przedmiotów)
Założenia (lista przedmiotów)
Założenia (opisowo)
Koordynatorzy przedmiotu
Efekty kształcenia
Wiedza, absolwent zna i rozumie:
KP6_WG1 - w zaawansowanym stopniu, koncepcje, zasady i teorie właściwe dla fizyki w zakresie elementów elektrodynamiki klasycznej przewidzianym programem kształcenia;
KP6_WG2 - techniki matematyki wyższej w zakresie niezbędnym dla ilościowego opisu, zrozumienia oraz modelowania problemów fizycznych o średnim poziomie złożoności;
Umiejętności, absolwent potrafi:
KP6_UW1 analizować problemy z zakresu nauk fizycznych w zakresie elementów elektrodynamiki klasycznej oraz znajdować ich rozwiązania w oparciu o poznane twierdzenia i metody;
KP6_UK1 w sposób przystępny przedstawić podstawowe fakty w ramach fizyki w zakresie elementów elektrodynamiki klasycznej, przekazywać wiedzę z zakresu nauk przyrodniczych innym;
KP6_UK2 posługiwać się aparatem matematyki wyższej i metodami matematycznymi fizyki przy opisie i modelowaniu podstawowych zjawisk i procesów fizycznych w zakresie elementów elektrodynamiki klasycznej, potrafi samodzielnie odtworzyć twierdzenia i równania opisujące podstawowe zjawiska i prawa przyrody, potrafi przeprowadzić dowody tych twierdzeń i praw;
KP6_UU1 uczyć się samodzielnie.
Kompetencje społeczne, absolwent jest gotów do:
KP6_KK1 krytycznej oceny posiadanej wiedzy i odbieranych treści;
KP6_KK3 przygotowywać wystąpienia ustne w języku polskim i języku angielskim, dotyczącym zagadnień szczegółowych, z wykorzystaniem podstawowych ujęć teoretycznych, a także różnych źródeł w zakresie elementów elektrodynamiki klasycznej;
KP6_KK5 rozumienia społecznych aspektów praktycznego stosowania zdobytej wiedzy i umiejętności oraz związanej z tym odpowiedzialności;
KP6_KO2 do zapoznawania się z literaturą naukową i popularnonaukową w celu pogłębiania i poszerzania wiedzy, z uwzględnieniem zagrożeń przy pozyskiwaniu informacji z niezweryfikowanych źródeł, w tym z Internetu;
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.
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.
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: