FY549: Elektrodynamik

Det Naturvidenskabelige Studienævn

Undervisningssprog: Engelsk
EKA: N500050112, N500050102
Censur: Intern prøve, en bedømmer, Intern prøve, to eller flere bedømmere
Bedømmelse: Bestået/Ikke bestået, 7-trinsskala
Udbudssteder: Odense
Udbudsterminer: Forår
Niveau: Bachelor

STADS ID (UVA): N500050101
ECTS-point: 5

Godkendelsesdato: 09-11-2020


Varighed: 1 semester

Version: Arkiv

Kommentar


Indgangskrav

Ingen. 

Faglige forudsætninger

Studerende, der følger kurset, forventes at have kendskab til indholdet af FT504 eller lignende.

Formål

Kurset har til formål at introducere elektrodynamik inklusiv vektor kalkulus og den relativistiske formulering af elektrodynamikken. 

Kurset bygger oven på den viden, der er erhvervet i kurserne i første år, specielt FT504, og giver et fagligt grundlag for at studere emnerne speciel relativitetsteori, generel relativitetsteori, klassisk feltteori og kvantefeltteori, der er placeret senere i uddannelsen. Desuden er elektromagnetismen grundlaget for observationel astronomi. 

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. 

I forhold til uddannelsens kompetenceprofil har kurset eksplicit fokus på at:
få de studerende til at forstå elektromagnetismens grundlæggende teori  De studerende kan undersøge forskellige fænomener inden for elektromagnetismen teoretisk og forstå både den grundlæggende teori og dens anvendelse ved teoretiske og praktiske problemer. De studerende kan uddrage de fundamentale fysiske aspekter af problemstillinger inden for elektromagnetisme og anvende relevante teoretiske løsningsmodeller til at løse problemstillinger.

Anvendelser:
Drivhuseffekten skyldes, at jordens atmosfære fanger infrarød stråling effektivt. Maxwell-ligningerne beskriver, hvordan stråling (lys) spredes gennem medier som f.eks. jordens atmosfære, og er derfor kernen i forståelsen af de fysiske processer, der fører til klimaforandringer. I forelæsningerne vil ligningen, der beskriver strålingstransport, blive udledt af Maxwell-ligningerne, og dens implikationer i forbindelse med forståelsen af atmosfærens fysik vil blive diskuteret.

Målbeskrivelse

For at opnå kursets formål er det læringsmålet for kurset, at den studerende demonstrerer evnen til at:

•Anvende den matematiske formalisme og Maxwells ligninger i elektrodynamikken til at opstille og løse modeller for fysiske problemstillinger.

Indhold

Kurset bygger videre på Elektromagnetisme og Optik (FT504). Hvor FT504 primært gik ud på at opstille de grundlæggende naturlove, og anvende dem på statiske situationer, går vi i FY549 i dybden med Maxwells ligninger og en række af deres fysiske konsekvenser som elektromagnetiske bølger, elektrodynamikken, som handler om bevægede ladninger og de dertil knyttede tidsafhængige elektromagnetiske felter, relativistisk elektrodynamik i 4-vektor notation, Lagrange formulering og gauge symmetri.   

Centrale emner i kurset vil være:

  • Maxwells ligninger.
  • Poyntings vektor.
  • Elektromagnetiske bølger, refleksion og transmission, bølger ved en grænseflade.
  • Potential formuleringen af elektrodynamikken.
  • Strålingsfelter fra elektriske og magnetiske dipoler.
  • Elektromagnetiske felter fra bevægede ladninger.
  • Vektor algebra og relativistisk elektrodynamik.
  • Lagrange og gauge symmetri af elektromagnetisme.
  • Kirchhoffs love for elektriske kredsløb, transienter, vekselstrøms kredsløb og komplekse impedanser. 

Litteratur

Se itslearning for pensumlister og yderligere litteraturhenvisninger.

Eksamensbestemmelser

Forudsætningsprøve a)

Tidsmæssig placering

Forår

Udprøvninger

Obligatoriske opgaver

EKA

N500050112

Censur

Intern prøve, en bedømmer

Bedømmelse

Bestået/Ikke bestået

Identifikation

Fulde navn og SDU brugernavn

Sprog

Følger, som udgangspunkt, undervisningssprog

Hjælpemidler

Oplyses på kurset . 

ECTS-point

0

Uddybende information

Der er udleveres på ugebasis en række obligatoriske opgaver i løbet af kurset, som udgør 20 point for hvert opgavesæt. For at bestå forudsætningsprøven, skal der bestås 60 % gennemsnitligt. 

Forudsætningsprøven er en forudsætning for deltagelse i eksamenselement a)

Eksamensformen ved reeksamen kan være en anden end eksamensformen ved den ordinære eksamen.

Eksamenselement a)

Tidsmæssig placering

Juni

Forudsætninger

Type Forudsætningsnavn Forudsætningsfag
Delprøve Forudsætningsprøve a) N500050101, FY549: Elektrodynamik

Udprøvninger

Skriftlig eksamen

EKA

N500050102

Censur

Intern prøve, to eller flere bedømmere

Bedømmelse

7-trinsskala

Identifikation

Studiekort

Sprog

Følger, som udgangspunkt, undervisningssprog

Varighed

4 timer

Hjælpemidler

Tilladt. nærmere beskrivelse af eksamensreglerne vil blive offentliggjort i itslearning.

ECTS-point

5

Uddybende information

Eksamensformen ved reeksamen kan være en anden end eksamensformen ved den ordinære eksamen.

Vejledende antal undervisningstimer

42 timer per semester

Undervisningsform

På naturvidenskab er undervisningen tilrettelagt efter trefasemodellen dvs. intro, trænings- og studiefasen: 

  • Introfas: 26 timer 
  • Træningsfase 18 timer, heraf eksaminatorier 18 timer 

Aktiviteter i studiefasen:

  • Løsning af ugentlige opgaver med henblik på diskussion af disse ved eksaminatorierne
  • Løsning af projektopgaverne
  • Selvstudium af visse emner fra lærebogen
  • Selvstændig opsamling på intro og træningsfasen

Ansvarlig underviser

Navn E-mail Institut
Astrid Eichhorn eichhorn@cp3.sdu.dk CP³-Origins
Mads Toudal Frandsen frandsen@cp3.sdu.dk CP³-Origins

Skemaoplysninger

Administrationsenhed

Fysik, kemi og Farmaci

Team hos Registratur

NAT

Udbudssteder

Odense

Anbefalede studieforløb

Profil Uddannelse Semester Udbuds periode