Elektrodynamika

1.metody matematyczne fizyki,

2.mechanika klasyczna,

3.analiza matematyczna.

WYKŁAD

Godziny kontaktowe (z udziałem nauczyciela akademickiego): 30

Ekwiwalent godzin kontaktowych wyrażony punktami ECTS: 2

Godziny niekontaktowe (praca własna studenta): 20

Studiowanie literatury: 10

Powtarzanie materiału/notatek z wykładu: 10

Ekwiwalent godzin niekontaktowych wyrażony punktami ECTS: 0,5

KONWERSATORIUM

Godziny kontaktowe (z udziałem nauczyciela akademickiego): 30

Ekwiwalent godzin kontaktowych wyrażony punktami ECTS: 1

Godziny niekontaktowe (praca własna studenta): 20

Prace domowe: 20

Ekwiwalent godzin niekontaktowych wyrażony punktami ECTS: 0,5

Sumaryczna liczba punktów ECTS dla modułu: 4

W1,W2, W3 - Egzamin końcowy, prace domowe i praca podczas konwersatoriów, dyskusje podczas wykładów.

U1,U2 - Egzamin, dyskusje podczas wykładów, praca podczas konwersatoriów.

K1,K2 - Egzamin, dyskusje podczas wykładów.

1. Elektrostatyka

- Równanie ciągłości

- Prawo Coulomba, Prawo Gaussa

- Twierdzenia o polach wektorowych

- Potencjał skalarny

2. Magnetostatyka

- Siły elektromagnetyczne

- Prawo Biota-Savarta, Prawo Ampere'a-Maxwella

- Potencjał wektorowy

- Siła elektromotoryczna, prawo Faradaya

3. Elektrodynamika

- Równania Maxwella

- Fale elektomagnetyczne w próżni

- Wyprowadzenie praw optyki z rozważań elektrodynamicznych

- Energia pól elektromagnetycznych i jej transport

- Promieniowanie

4. Dodatkowe zagadnienia

- Podejście relatywistyczne

- Promieniowanie synchrotronowe

- Monopole magnetyczne

1. J. D. Jackson, "Elektrodynamika klasyczna". Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa, 1982.

2. D. J. Griffiths, "Podstawy elektrodynamiki".Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2001.

3. L. D. Landau, E. M. Lifszyc, "Teoria pola". Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2009.

4. D. Tong, Lectures on electromagnetism, dostępne jako pdf: https://www.damtp.cam.ac.uk/user/tong/em.html

WIEDZA

W1.

Student zna i rozumie w zaawansowanym stopniu podstawowe pojęcia, prawa i zasady rządzące zjawiskami elektromagnetycznymi, w tym prawo Coulomba, prawo Gaussa, prawo Biota–Savarta, prawo Faradaya i równania Maxwella. Potrafi wyjaśnić ich znaczenie fizyczne oraz wzajemne powiązania. (K_W01)

W2.

Student zna i rozumie podstawy teoretyczne i matematyczne formalizmu elektrodynamiki klasycznej, w szczególności opis potencjałów skalarnego i wektorowego, równania Laplace’a i Poissona, fal elektromagnetycznych w próżni oraz ich zastosowanie do zjawisk optycznych, takich jak odbicie i transmisja. (K_W02)

W3.

Student zna i rozumie w zaawansowanym stopniu aparat matematyczny (rachunek wektorowy, całkowy, różniczkowy) niezbędny do analizy równań pola elektromagnetycznego, a także do opisu energii i przepływu energii pól elektromagnetycznych. (K_W05)

UMIEJĘTNOŚCI

U1.

Student potrafi wykorzystywać zdobytą wiedzę do formułowania i rozwiązywania złożonych problemów z zakresu elektrodynamiki, zarówno o charakterze analitycznym, jak i obliczeniowym. Umie stosować prawa pola elektromagnetycznego w warunkach rzeczywistych oraz w kontekście pokrewnych dyscyplin, takich jak inżynieria elektryczna, optyka, informatyka czy fizyka ciała stałego. (K_U01)

U2.

Student potrafi samodzielnie planować i realizować proces dalszego uczenia się w zakresie elektrodynamiki, korzystając z literatury naukowej, materiałów źródłowych i nowoczesnych narzędzi obliczeniowych. Rozumie potrzebę ciągłego doskonalenia kompetencji teoretycznych i praktycznych. (K_U10)

KOMPETENCJE

K1.

Student jest gotów do krytycznej oceny posiadanej i nabywanej wiedzy z zakresu elektrodynamiki, w tym ograniczeń modeli i przybliżeń stosowanych w opisie zjawisk elektromagnetycznych. Potrafi analizować poprawność uzyskiwanych wyników i formułować konstruktywne wnioski. (K_K01)

K2.

Student uznaje wiedzę z zakresu elektrodynamiki za niezbędne narzędzie w rozwiązywaniu problemów teoretycznych i praktycznych fizyki. Jest gotów do współpracy i zasięgania opinii specjalistów w przypadku problemów wykraczających poza jego własne kompetencje. (K_K02)