UFAF007 Klasická elektrodynamika

Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
léto 2021
Rozsah
2/2/0. 8 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
doc. RNDr. Stanislav Hledík, Ph.D. (přednášející)
RNDr. Kateřina Klimovičová, Ph.D. (cvičící)
RNDr. Martin Kološ, Ph.D. (přednášející)
RNDr. Martin Kološ, Ph.D. (cvičící)
Garance
doc. RNDr. Stanislav Hledík, Ph.D.
Centrum interdisciplinárních studií – Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
Rozvrh
Po 8:05–9:40 B1, St 8:05–9:40 B1
  • Rozvrh seminárních/paralelních skupin:
UFAF007/A: Čt 9:45–11:20 B4, M. Kološ
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
Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je zařazen také v obdobích léto 2017, léto 2018, léto 2019, léto 2020, léto 2022, léto 2023, léto 2024.