NFYB10005U  Elektrodynamik og bølger (EM2)

Årgang 2017/2018
Engelsk titel

Electrodynamics and Waves (EM2)

Uddannelse

Bacheloruddannelsen i de fysiske fag
Bacheloruddannelsen i naturvidenskab og it

Kursusindhold

Kurset bygger videre på Elektromagnetisme (EM1). Hvor EM1 primært gik ud på at opstille de grundlæggende naturlove, og anvende dem på statiske situationer, vil vi i EM2 anvende naturlovene på dynamiske systemer, der ændrer sig i tid, primært simple elektriske kredsløb og elektromagnetiske bølger. Desuden vil der være en generel introduktion til bølger.

Kurset vil også indeholde:
Kirchhoffs love, transienter, vekselstrøm og impedans, Fourier transformation, bølger og interferens, Maxwells ligninger, Poyntings vektor, elektromagnetiske bølger, samt potential beskrivelse af elektrodynamikken og elektrisk dipol stråling, elektrodynamik og relativitetsteori.

Målbeskrivelser

Færdigheder  
Kursets overordnede mål er, at de studerende opnår en grundig forståelse af elektrodynamik og bølger og bliver i stand til at lave en fysisk beskrivelse af relevante systemer, hvor elektrodynamik og bølger optræder. Mere specifikt forventes de studerende at kunne:

  • Opstille og løse Kirchhoffs love for simple lineære elektriske kredsløb. Herunder skal de kunne finde den transiente opførsel af et kredsløb, og løse vekselstrøms kredsløb v.h.a. komplekse impedanser.
  • Bruge Fourier transformation til at løse lineære problemer med en generel tidsafhængighed.
  • Kende bølgeligningen og dens løsninger, samt være i stand til at beskrive interferens mellem bølger.
  • Kunne anvende og argumentere ud fra Maxwells ligninger.
  • Beregne energistrømninger v.h.a. Poyntings vektor.
  • Beskrive signal udbredelse i kabler.
  • Beskrive elektromagnetiske bølger.
  • Anvende potential formuleringen af elektrodynamikken.
  • Benytte matematisk terminologi og symbolsprog i løsninger af opgaver samt kunne diagnosticere egne fejl.
  • Formulere korrekte argumenter for sammenhænge og konsekvenser af kursets indhold klart og utvetydig.

 

VidenI kurset lærer de studerende at beskrive bølger og elektrodynamiske problemer, såsom simple elektriske kredsløb og elektromagnetiske bølger. Et gennemgående træk er fænomener, som svinger i tid. Desuden får de studerende kendskab til generelle fysiske fænomener som resonans og interferens. Endelig øver de studerende at anvende superpositionsprincippet på lineære fysiske problemstillinger.

 

 

 

Kompetencer
Via kurset vil den studerende kunne omsætte tidligere viden om statiske situationer til også at kunne håndtere dynamiske situationer.  Der udvikles rutine i at anvende matematiske værktøjer som f.eks. komplekse tal og Fourier transformation.

 

 

Se Absalon for endelig kursuslitteratur. Nedenstående er et eksempel på forventet undervisningsmateriale.

 

David J. Griffiths, Introduction to Electrodynamics, samt noter.

Elektromagnetisme, samt matematik svarende til pensum på første år.
Forelæsninger, regneøvelser og laboratorieøvelser.
Point
7,5 ECTS
Prøveform
Skriftlig prøve, 4 timer med opsyn.
Løbende bedømmelse
Den endelige karakter vægtes således:
Den skriftlige 4-timers prøve, 75%
Den løbende evaluering: 6 afleveringsopgaver, 15% og 6 laboratorietests, 10%.
Der gælder yderligere, at man for at bestå kurset som helhed skal have godkendt 6 obligatoriske lab-øvelser + 1 rapport
Hjælpemidler
Alle hjælpemidler tilladt

OBS: Hvis eksamen afholdes på ITX, stiller ITX computer til rådighed. Egen computer, tablet eller mobiltelefon må IKKE medbringes. Lærebøger og noter medbringes i papirform eller på USB-stik.

Bedømmelsesform
7-trins skala
Censurform
Ingen ekstern censur
Flere interne bedømmere.
Reeksamen

Reeksamen er skriftlig prøve. Ved 10 eller færre tilmeldte ændres den til 30 minutters mundtlig eksamen uden forberedelse.

Der kan ikke ses bort fra krav om eksperimentel deltagelse og deraf følgende lab-rapporter. Studerende der ikke opfylder kravet skal følge kurset igen. Hvis den studerende har deltaget, men ikke fået godkendt lab-rapporter, kan nye lab-rapporter afleveres senest 2 uger før reeksamen.

Kriterier for bedømmelse

se målbeskrivelser

  • Kategori
  • Timer
  • Forelæsninger
  • 30
  • Praktiske øvelser
  • 21
  • Teoretiske øvelser
  • 20
  • Vejledning
  • 40
  • Forberedelse
  • 91
  • Eksamen
  • 4
  • I alt
  • 206