NFYB10005U Elektrodynamik og bølger (EM2)

Årgang 2013/2014
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.
Viden
I 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.

Undervisningsmateriale
David J. Griffiths, Introduction to Electrodynamics, samt noter.
EM1 - elektromagnetisme eller lignende, samt matematik svarende til pensum på første år.
Forelæsninger, regneøvelser og laboratorieøvelser.
  • Kategori
  • Timer
  • Eksamen
  • 4
  • Forberedelse
  • 91
  • Forelæsninger
  • 30
  • Praktiske øvelser
  • 21
  • Teoretiske øvelser
  • 20
  • Vejledning
  • 40
  • I alt
  • 206
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
Bedømmelsesform
7-trins skala
Censurform
Ingen ekstern censur
Flere interne bedømmere.
Reeksamen
Reeksamen er en skriftlig prøve. Ved 10 eller færre tilmeldte til reeksamen ændres eksamensformen til 30 minutters mundtlig eksamination uden forberedelse
Kriterier for bedømmelse
Karakteren 12 gives for den fremragende præstation, der demonstrerer udtømmende opfyldelse af kriterierne angivet i "målbeskrivelser", med ingen eller få uvæsentlige mangler.