UF1U106 Klasická elektrodynamika

Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
léto 2014
Rozsah
4/2/0. 10 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
RNDr. Pavel Bakala, Ph.D. (přednášející)
RNDr. Kateřina Klimovičová, Ph.D. (cvičící)
Garance
RNDr. Pavel Bakala, Ph.D.
Centrum interdisciplinárních studií – Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
Předpoklady
UFAF002 Elektřina a magnetismus || UF01100 Elektřina a magnetismus
UF/01100 "Ekektřina a magnetismus", znalost běžného VŠ kalkulu a lineární algebry.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Výklad navazuje zejména na přednášku F 01 100. Maxwellovy rovnice se po krátké rekapitulaci zavádějí axiomaticky (v přednášce F 1U 300 - po vybudování základu 4-vektorové algebry a analýzy, se dodatečně odvozují z variačního principu), další teorie se buduje deduktivním způsobem.
Osnova
  • 1. Základní veličiny elektrodynamiky. Rekapitulace o elektromagnetických jevech. Maxwellovy rovnice v integrálním a diferenciálním tvaru.
    2. Statická a kvasistacionární pole. Laplaceova a Poissonova rovnice. Jednoznačnost řešení. Metody řešení elektrostatického pole. Pole stacionárního proudu. Multipólové rozvoje. Rovnice kvasistacionárního pole.
    3. Zákony zachování v elektrodynamice. Zákon zachování elektrického náboje, energie, hybnosti a momentu hybnosti. Poyntingův vektor a Maxwellův tensor napětí.
    4. Tensor elektromagnetického pole. Maxwellovy rovnice v kovariantní formě. Transformační zákony pro elektromagnetické pole, invarianty elektromagnetického pole. Lagrangeův a Hamiltonův formalismus. Tensor energie-hybnosti. Tlak světelného záření.
    5. Skalární a vektorový potenciál, kalibrační transformace a invariantnost. Vlnová rovnice pro elektromagnetické potenciály. Kanonický tvar rovnic elektromagnetického pole.
    6. Elektromagnetické záření. Retardované a advancované potenciály. Liénardovy-Wiechertovy potenciály. Multipólový rozvoj radiačního pole. Elektrické a magnetické dipólové záření, elektrické kvadrupólové záření.
    7. Šíření elektromagnetických vln. elektromagnetické vlny v různých prostředích (dielektrika, vodiče). Polarisace. Odraz a lom na dielektrickém rozhraní. Fresnelovy vzorce. Odraz na kovech.
    8. Rozptyl elektromagnetických vln. Základy teorie vlnovodů. Dutinový resonátor.
    Další informace a studijní literatura jsou uvedeny na webové stránce předmětu:
Literatura
    doporučená literatura
  • Kvasnica J. Teorie elektromagnetického pole. Academia, Praha, 1985. info
  • Jackson, J. D. Classical Electrodynamics. John Wiley, New York, 1975. info
    neurčeno
  • Hledík S. Webové stránky předmětu. URL info
Výukové metody
Individuální konzultace
Studijní praxe
Demonstrace dovedností
Metody hodnocení
Analýza výkonů studenta
Písemný test
Zápočet
Kombinovaná zkouška
Informace učitele
Alespoň 80% účast na cvičeních. Pro získání zápočtu je nutné napsat úspěšně zápočtový písemný test. Zkouška je písemná (4 úlohy, 120 minut) a ústní (2 otázky).
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je zařazen také v obdobích léto 1994, léto 1995, léto 1996, léto 1997, léto 1998, léto 1999, léto 2000, léto 2001, léto 2002, léto 2003, léto 2004, léto 2005, léto 2006, léto 2007, léto 2008, léto 2009, léto 2010, léto 2011, léto 2012, léto 2013, léto 2015.