F4090 Elektrodynamika a teorie relativity

Přírodovědecká fakulta
jaro 2011 - akreditace
Rozsah
2/2/0. 3 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučující
doc. Franz Hinterleitner, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Emília Kubalová, Ph.D. (cvičící)
Mgr. Ondřej Přibyla (cvičící)
Garance
prof. RNDr. Michal Lenc, Ph.D.
Ústav teoretické fyziky a astrofyziky – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. Franz Hinterleitner, Ph.D.
Předpoklady
( F1030 Mechanika a molekulová fyzika && F2050 Elektřina a magnetismus )||( F1040 Mechanika a molekulová fyzika && F2070 Elektřina a magnetismus )
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Základní kurz klasické elektrodynamiky a speciální teorie relativity. Na konci kurzu by studenti měli být schopni (a) rozumět logické struktuře klasické teorie elektromagnetického pole včetně souvislosti se speciální teorii relativity, (b) řešit Maxwellovy rovnice pro standardní situace (stanovení elektrických polí v elektrostatice, magnetických polí v magnetostatice, šíření elektromagnetických vln, záření kmitajícího dipólu apod.), (c) rozumět základům speciální teorie relativity a řešit jednoduché problémy z této oblasti.
Osnova
  • 1. Úvod: elektrodynamika v kontextu moderní fyziky a stručný přehled. 2. Elektrostatika: základní pojmy, zákony a rovnice; elektrické pole pro vybraná rozložení náboje; metody řešení elektrostatických problémů; elektrostatika dielektrických látek. 3. Magnetostatika: základní pojmy, zákony a rovnice; magnetické pole pro vybraná rozložení proudu; magnetostatika magnetických látek. 4. Maxwellovy rovnice (MR): Faradayův zákon a MR pro kvazistatická pole; obecný tvar MR; elektromagnetické potenciály v obecném případě a obecné řešení MR; elektrodynamika látek. 5. Vlnění a vyzařování: elektromagnetické vlnění v neohraničených a ohraničených systémech (rovinné vlny, rezonátory, vlnovody); záření bodového náboje a záření lokalizovaného oscilujícího zdroje. 6. Základy speciální teorie relativity (STR): principy STR, Lorentzova transformace a její důsledky; vztahy mezi energií, hybností a hmotností částice; Minkowského prostoročas; transformační vlastnosti elektromagnetického pole a kovariance MR.
Literatura
  • JACKSON, John David. Classical electrodynamics. 2nd ed. New York: John Wiley & Sons, 1975, xxii, 848. ISBN 047143132X. info
  • LANDAU, Lev Davidovič a Jevgenij Michajlovič LIFŠIC. The classical theory of fields. Translated by Morton Hamermesh. 4th rev. Engl. ed. Oxford: Elsevier Butterworth-Heinemann, 1975, xiii, 428. ISBN 0-7506-2768-9. info
  • FEYNMAN, Richard Phillips, Robert B. LEIGHTON a Matthew L. SANDS. Feynmanovy přednášky z fyziky s řešenými příklady. 1. vyd. Havlíčkův Brod: Fragment, 2001, 806 s. ISBN 8072004204. info
  • HALLIDAY, David, Robert RESNICK a Jearl WALKER. Fyzika, část 3, Elektřina a magnetismus. 1. vyd. Brno, Praha: Vutium, Prometheus, 2001. ISBN 80-214-1868-0. info
Výukové metody
přednáška
Metody hodnocení
Přednášky a řešení příkladů ve cvičení. Kurz je ukončen zkouškou, která má písemnou část (test obsahující otázky a krátké příklady) a ústní část. Do hodnocení písemné části se promítá také hodnocení průběžných písemných prací. K počtu bodů za test (nejvýše 30) se přičtou body za průběžné práce (nejvýše 20 bodů; 10 krátkých prací, za každou lze získat nejvýše dva body). Pro hodnocení písemné části lepší než F a pro úspěšné absolvování celé zkoušky je zapotřebí získat alespoň 25 bodů. Nutnou podmínkou pro získání hodnocení A (B,C) je vypracování řešení tří (dvou, jednoho) obtížnějších příkladů.
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2008 - akreditace, jaro 2000, jaro 2001, jaro 2002, jaro 2003, jaro 2004, jaro 2005, jaro 2006, jaro 2007, jaro 2008, jaro 2009, jaro 2010, jaro 2011, jaro 2012, jaro 2012 - akreditace, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019, jaro 2020, jaro 2021, jaro 2022, jaro 2023, jaro 2024, jaro 2025.