NFYB10005U  ÆNDRET: Elektrodynamik og bølger (EM2)

Årgang 2018/2019
Engelsk titel

CHANGED: Electrodynamics and Waves (EM2)

Uddannelse

Bacheloruddannelsen i de fysiske fag
Bacheloruddannelsen i naturvidenskab og it

Kursusindhold

Ændret i 2018:

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 fokusere på elektrodynamikken, som handler om bevægede ladninger og de dertil knyttede tidsafhængige elektromagntiske felter. Maxwells ligninger gøres færdige og vi studerer en række af deres fysiske konsekvenser, primært for simple elektriske kredsløb og elektromagnetiske bølger.

Centrale emner i kurset vil være Kirchhoffs love, kredsløbstransienter, vekselstrøm, impedans, svingningskreds, Maxwells ligninger, Poyntings vektor, elektromagnetiske bølger, potential beskrivelse af elektrodynamikken, dipolstråling, samt elektrodynamik og relativitetsteori.

Målbeskrivelser

Ændret i 2018

Færdigheder  
Kursets overordnede mål er, at de studerende opnår en grundig forståelse af elektrodynamik og bliver i stand til at formulere sig fysisk og matematisk om elektrodynamiske fænomener. Mere specifikt forventes de studerende at kunne:

  • Opstille og løse Kirchhoffs love for simple elektriske kredsløb. Herunder skal de kunne finde den transiente opførsel af et kredsløb, og løse vekselstrøms kredsløb v.h.a. komplekse impedanser.
  • Kunne anvende og argumentere ud fra Maxwells ligninger.
  • Beregne energistrømninger v.h.a. Poyntings vektor.
  • Beskrive signal udbredelse i kabler.
  • Kende bølgeligningen og dens løsninger, samt være i stand til at beskrive reflektion og transmission af bølger ved en grænseflade.
  • Beskrive elektromagnetiske bølger.
  • Anvende potential formuleringen af elektrodynamikken.
  • Beregne strålingsfelter fra elektriske og magnetiske dipoler.
  • Beregne elektromagnetiske felter fra bevægede ladninger.
  • Lorentztransformere mellem elektriske og magnetiske felter.
  • 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.

 

Viden
I kurset lærer de studerende at beskrive elektrodynamiske problemer, såsom simple elektriske kredsløb, elektromagnetiske bølger og stråling. De får indgående kendskab til Maxwell ligninger, deres relevante grænsebetingelser, og deres uomgængelige tilknytning til den specielle relativitetsteori. 

Kompetencer
Via kurset vil de studerende blive i stand til at regne på konkrete elektrodynamiske problemstillinger og fortolke resultaterne i den fysiske sammenhæng, herunder argumentere for de korrekte grænsebetingelser og eventuelle approximationer. De vil  således kunne omsætte tidligere viden om statiske situationer til også at kunne håndtere tidsvarierende elektromagnetiske felter. Der udvikles rutine i at anvende matematiske værktøjer som f.eks. komplekse tal og vektorfelter.

Se Absalon for endelig kursuslitteratur. I udgangspunktet benyttes ”Introduction to Electrodynamics” af David J. Griffiths (Cambridge University Press) samt supplerende 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
ÆNDRET i 2018:
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
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
  • 15
  • Teoretiske øvelser
  • 40
  • Vejledning
  • 40
  • Forberedelse
  • 77
  • Eksamen
  • 4
  • I alt
  • 206