Elementy elekrodynamiki klasycznej 390-FS1-2EEK
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: 9
Wymagania wstępne: kurs analizy matematycznej, kurs algebry, kurs mechaniki klasycznej
Bilans nakładu pracy studenta:
- udział w wykładach (45 godz.),
- udział w konwersatoriach (45 godz.),
- udział w konsultacjach (15 godz.),
- praca własna studenta w domu (105 godz.).
Wskaźniki ilościowe:
- nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela: 4.8 ECTS,
- nakład pracy studenta związany z samodzielna pracą: 4.2 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.
Treść nauczania obejmuje:
1) Prawo Coulomba dla ładunków punktowych i ciągłych rozkładów ładunku elektrycznego.
2) Prawo Gaussa w próżni w postaci różniczkowej i całkowej. Potencjał elektrostatyczny, Praca i energia w elektrostatyce. Zasada superpozycji w elektrostatyce.
3) 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) Równanie ciągłości prądu elektrycznego, prawo zachowania ładunku elektrycznego. Siła Lorentza. Prawo Biota-Savarta.
5) Prawo Ampere’a w postaci różniczkowej i całkowej. Statyczne równania Maxwella. Potencjał wektorowy pola magnetycznego. Dipole magnetyczne.
6) Zjawiska paramagnetyzmu i diamagnetyzmu. Magnetyzacja, indukowane prądy związane. Prawo Ampere’a w materiałach magnetycznych, pole H. Domeny magnetyczne, zjawisko ferromagnetyzmu, pętla histerezy.
7) Prawo Ohma, postać polowa i potencjałowa. Siła elektomotoryczna SEM, prawo strumienia.
8) Indukcja elektromagnetyczna, prawo Faradaya. Prawo Lenza - uniwersalna reguła strumienia. Indukcyjność wzajemna i własna obwodów.
9) Modyfikacja Maxwella dla prawa Ampere’a. Równania Maxwella ze źródłami w próżni i liniowym ośrodku dielektrycznym. Równania Maxwella dla potencjałów, transformacja cechowania, warunek Lorentza, wektor i prawo
Poyntinga.
10) Fale elektromagnetyczne w próżni i liniowym ośrodku dielektrycznym. Prawa optyki geometrycznej i równania Fresnela dla fal elektromagnetycznych na granicy dwóch ośrodków.
11) Potencjały opóźnione w cechowaniu Lorentza. Potencjały Lienarda-Wiecherta dla ładunku punktowego. Opóźnione pole elektromagnetyczne. Pole elektromagnetyczne ładunku punktowego poruszającego się ze stałą prędkością.
12) Promieniowanie dowolnego rozkładu ładunku elektrycznego: pole elektryczne, pole magnetyczne, pole promieniowania.
13. Promieiowanie elektromagnetyczne dipola elektrycznego.
|
W cyklu 2026:
Profil studiów: ogólnoakademicki Wskaźniki ilościowe: Zasady użycia sztucznej inteligencji (SI): Podczas egzaminu niedozwolone jest korzystanie z systemów SI. Treść nauczania obejmuje: 1) Prawo Coulomba dla ładunków punktowych i ciągłych rozkładów ładunku elektrycznego. 2) Prawo Gaussa w próżni w postaci różniczkowej i całkowej. Potencjał elektrostatyczny, Praca i energia w elektrostatyce. Zasada superpozycji w elektrostatyce. 3) 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) Równanie ciągłości prądu elektrycznego, prawo zachowania ładunku elektrycznego. Siła Lorentza. Prawo Biota-Savarta. 5) Prawo Ampere’a w postaci różniczkowej i całkowej. Statyczne równania Maxwella. Potencjał wektorowy pola magnetycznego. Dipole magnetyczne. 6) Zjawiska paramagnetyzmu i diamagnetyzmu. Magnetyzacja, indukowane prądy związane. Prawo Ampere’a w materiałach magnetycznych, pole H. Domeny magnetyczne, zjawisko ferromagnetyzmu, pętla histerezy. 7) Prawo Ohma, postać polowa i potencjałowa. Siła elektomotoryczna SEM, prawo strumienia. 8) Indukcja elektromagnetyczna, prawo Faradaya. Prawo Lenza - uniwersalna reguła strumienia. Indukcyjność wzajemna i własna obwodów. 9) Modyfikacja Maxwella dla prawa Ampere’a. Równania Maxwella ze źródłami w próżni i liniowym ośrodku dielektrycznym. Równania Maxwella dla potencjałów, transformacja cechowania, warunek Lorentza, wektor i prawo 10) Fale elektromagnetyczne w próżni i liniowym ośrodku dielektrycznym. Prawa optyki geometrycznej i równania Fresnela dla fal elektromagnetycznych na granicy dwóch ośrodków. 11) Potencjały opóźnione w cechowaniu Lorentza. Potencjały Lienarda-Wiecherta dla ładunku punktowego. Opóźnione pole elektromagnetyczne. Pole elektromagnetyczne ładunku punktowego poruszającego się ze stałą prędkością. 12) Promieniowanie dowolnego rozkładu ładunku elektrycznego: pole elektryczne, pole magnetyczne, pole promieniowania. 13. Promieiowanie elektromagnetyczne dipola elektrycznego. |
Założenia (opisowo)
Koordynatorzy przedmiotu
W cyklu 2024: | W cyklu 2025: | W cyklu 2026: | W cyklu 2023: |
Rodzaj przedmiotu
Ogólnie: kierunkowe obowiązkowe ogólne kierunkowe | W cyklu 2026: obowiązkowe kierunkowe ogólne kierunkowe |
Wymagania (lista przedmiotów)
Założenia (lista przedmiotów)
Tryb prowadzenia przedmiotu
Liczba godzin zajęć zdalnych
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
Studenci uczestniczą w wykładzie wzbogaconym o symulacje komputerowe ilustrujące przekazywane treści. Są stymulowani do zadawania pytań i dyskusji.
Po zakończeniu kształcenia z przedmiotu elektrodynamika klasyczna odbywa się egzamin pisemny i ustny, który weryfikuje uzyskaną wiedzę.
Studenci otrzymują na konwersatorium 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:
0. Znajomość teoretycznego opisu elektrodynamiki klasycznej.
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:
1) D. J. Griffiths: "Podstawy elektrodynamiki", Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005
2) J. D. Jackson: "Elektrodynamika klasyczna", Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa1987
Literatura uzupełniająca:
1) M. Suffczyński: "Elektrodynamika", Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1978
2) L. Landau, E. Lifszyc: "Elektrodynamika ośrodków ciągłych", Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2012
3) Bo Thide: "Electromagnetic Field Theory", UPSILON BOOKS - wersja elektroniczna dostępna u wykładowcy
|
W cyklu 2026:
Zalecana literatura: 1) D. J. Griffiths: "Podstawy elektrodynamiki", Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005 2) J. D. Jackson: "Elektrodynamika klasyczna", Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa1987 Literatura uzupełniająca: 1) M. Suffczyński: "Elektrodynamika", Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1978 2) L. Landau, E. Lifszyc: "Elektrodynamika ośrodków ciągłych", Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2012 3) Bo Thide: "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: