UFAF007 Klasická elektrodynamika

Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
léto 2017
Rozsah
4/2/0. 8 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
RNDr. Pavel Bakala, Ph.D. (přednášející)
RNDr. Pavel Bakala, Ph.D. (cvičící)
Garance
RNDr. Pavel Bakala, Ph.D.
Centrum interdisciplinárních studií – Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
Předpoklady
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 2018, léto 2019, léto 2020, léto 2021, léto 2022, léto 2023, léto 2024.