Kursplan för Klassisk elektrodynamik

Classical Electrodynamics

Det finns en senare version av kursplanen.

Kursplan

  • 10 högskolepoäng
  • Kurskod: 1FA257
  • Utbildningsnivå: Avancerad nivå
  • Huvudområde(n) och successiv fördjupning: Fysik A1F

    Förklaring av koder

    Koden visar kursens utbildningsnivå och fördjupning i förhållande till andra kurser inom huvudområdet och examensfordringarna för generella examina:

    Grundnivå
    G1N: har endast gymnasiala förkunskapskrav
    G1F: har mindre än 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav
    G1E: innehåller särskilt utformat examensarbete för högskoleexamen
    G2F: har minst 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav
    G2E: har minst 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav, innehåller examensarbete för kandidatexamen
    GXX: kursens fördjupning kan inte klassificeras.

    Avancerad nivå
    A1N: har endast kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav
    A1F: har kurs/er på avancerad nivå som förkunskapskrav
    A1E: innehåller examensarbete för magisterexamen
    A2E: innehåller examensarbete för masterexamen
    AXX: kursens fördjupning kan inte klassificeras.

  • Betygsskala: Underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4), med beröm godkänd (5)
  • Inrättad: 2011-03-10
  • Inrättad av: Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden
  • Gäller från: vecka 30, 2011
  • Behörighet: 120 hp med Mekanik II. Transformmetoder. Elektromagnetisk fältteori
  • Ansvarig institution: Institutionen för fysik och astronomi

Mål

Efter godkänd kurs skall studenten kunna:


  • tolka den djupare innebörden av Maxwells fältekvationer och redogöra för deras symmetri- och transformationsegenskaper, giltighetsområde och begränsningar

  • formulera och lösa elektromagnetiska problem med hjälp av elektrodynamiska potentialer och superpotentialer och kunna detaljerat redogöra för gauge-transformationer och hur de används

  • härleda och evaluera formler för de elektromagnetiska fälten från mycket generella laddnings- och strömfördelningar

  • beräkna den elektromagnetiska strålningen från strålande system (antenner, lokaliserade laddnings- och strömfödelningar i vila)

  • beräkna den elektromagnetiska strålningen från lokaliserade laddningar som rör sig godtyckligt i tid och rum med hänsyn tagen till retardationseffekter. Redogöra för de approximationer och antaganden som ligger till grund för detta

  • formulera och lösa elektrodynamiska problem i relativistiskt kovariant form i fyrdimensionell rumtid

  • formulera självkonsistenta modeller för växelverkan mellan materia och elektromagnetiska fält i relativistisk kovariant Lagrange- och Hamiltonformalism

  • sammanfatta elementära fenomen och begrepp i kvantelektrodynamiken

Innehåll

Maxwells ekvationer. Energi- och impulssatserna i Maxwells teori. Maxwells spänningstensor, strålningstryck. Telegrafekvationen. EM-vågor i vakuum och i media. Fas- och grupphastighet, dispersion. Inhomogena vågekvationen. Gauge-transformationer, gauge-invarians. Retarderade potentialer. Fälten från godtyckliga ström- och laddningsfördelningar. Superpotentialer. Elektrisk och magnetisk multipolstrålning. Relativistisk kinematik. Kovariant formulering av elektrodynamiken. Liénard-Wiecherts potentialer. Fälten från en laddad partikel i godtycklig rörelse. Broms, cyklotron- och synkrotronstrålning. Koherens och inkoherens. Cerenkovstrålning. Relativistisk Lagrange- och Hamiltonformalism för laddade partiklar i fält. Lagranges och Hamiltons kovarianta ekvationer för klassiska EM-fält och växelverkan med laddade partiklar. Periodiska lösningar i en låda. Planvågsrepresentation.
Projekt med antenntillämpning.

Undervisning

Föreläsningar, räkneövningar och demonstrationer med hjälp av numerisk simulering på dator, projekt.

Examination

Skriftlig tentamen vid kursens slut (8 hp). Projekt (2 hp). Godkända
inlämningsuppgifter kan ge bonus vid sluttentamen och vid första ordinarie omtentamen.

Litteratur

Litteraturlista

Gäller från: vecka 19, 2012

  • Thidé, Bo Electromagnetic field theory

    Institutionen för fysik och astronomi,

    Obligatorisk

Föreläsningsanteckningar, problemsamling, formelsamling, tillgängliga via www.
Ej obligatorisk litteratur: J. D. Jackson, Classical Electrodynamics, 3rd ed.,Wiley, 1998.