Detail předmětu

Elektromagnetické pole a vlny

FSI-TEGAk. rok: 1999/2000

Předmět seznamuje studenty se základy teorie elektromagnetického pole
a jeho popisu pomocí Maxwellových rovnic. Jsou odvozeny zákony
zachování energie a hybnosti pole, zavedeny potenciály pole a je
popsáno elektrostatické, magnetostatické a kvazistacionární pole.
Pomocí Hertzových vektorů je popsán vznik elektromagnetických vln generovaných elektrickým a magnetickým oscilujícím dipólem. Značná pozornost je věnována šíření elektromagnetických vln v různých
prostředích a chování pole na rozhraní dvou prostředí. Získané
znalosti jsou předpokladem pro pochopení teoretických základů celé
řady moderních fyzikálních a inženýrských disciplin.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. RNDr. Pavel Chmela, DrSc.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Výsledky učení předmětu

Studenti se seznámí s fenomenologickým popisem všech základních forem
elektromagnetického pole. Naučí se používat aparátu vektorové analýzy
k řešení Maxwellových rovnic, sestavit a řešit obyčejné a parciální
diferenciální rovnice s počátečními nebo okrajovými podmínkami,
popisující chování různých forem elektromagnetického pole ve vakuu a
v hmotném prostředí.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky pro udělení zápočtu:
Je prováděna průběžná individuální kontrola přípravy studentů na
jednotlivá cvičení. Podmínkou pro udělení zápočtu je 80% účast ve
cvičeních, zvládnutí základů vektorové analýzy a diferenciálního
a integrálního počtu pro samostatné řešení jednodušších úloh z teorie
elektromagnetického pole.
Zkouška je ústní. Prověřuje znalosti základních definic a zákonů a
schopnost studenta odvodit a řešit základní rovnice
elektromagnetického pole. Otázky k ústní zkoušce studenti losují.
Dodatečně jsou pokládány orientační dílčí otázky prověřující celkový
přehled studenta v oblasti teorie elektromagnetického pole.

Učební cíle

Seznámit studenty s klasickou elektromagnetickou Maxwellovou teorií
a naučit je používat aparátu vektorové analýzy k exaktnímu popisu
různých forem elekromagnetického pole a řešení typických úloh
především v oblasti optických frekvencí.

Základní literatura

STRATTON, J.A. : Teorie elektromagnetického pole, , 0
HAVELKA, B.: Teorie elektromagnetického pole, , 0
KVASNICA, J.: Teorie elektromagnetického pole , , 0

Doporučená literatura

KVASNICA, J.: Teorie elektromagnetického pole, , 0

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2301-5 magisterský

    obor , 3. ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

28 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Pavel Chmela, DrSc.

Osnova

1. Maxwellovy rovnice. Potenciály pole.
2. Zákony zachování energie a hybnosti elektromagnetického pole.
3. Poissonova rovnice a její řešení pro skalární potenciál.
4. Pole elektrického a magnetického dipólu.
5. Kvazistacionární pole. Skinefekt.
6. Pole oscilujícího elektrického dipólu.
7. Pole oscilujícího magnetického dipólu.
8. Šíření elektromagnetických vln ve vakuu, izotropním dielektriku
a ve vodiči.
9. Disperzní relace.
10. Šíření elektromagnetických vln v anizotropním dielektriku.
11. Hraniční podmínky pro elektromagnetické pole. Fresnelovy vzorce.
12. Totální reflexe elektromagnetických vln.
13. Šíření vlnového klubka v disperzním dielektriku.
14. Kovariantnost Maxwellových rovnic vůči Lorentzově transformaci.

Cvičení odborného základu

28 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Pavel Chmela, DrSc.

Osnova

Ve cvičeních jsou řešeny typické úlohy na procvičení odpřednášené
látky.