Preskoči na glavno vsebino

Elektrodinamika

Predmet se izvaja v programu:
Fizika in astrofizika prve stopnje

Cilji in kompetence

  1. razumevanje in uporaba osnovnih konceptov elektromagnetizma in
  2. elektrodinamike;sposobnost reševanja osnovnih problemov

Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti

Fizika I in II

Vsebina

  1. Vektorska analiza in diferencialni račun
    (Kratek povzetek naslednjih vsebin: Vektorska algebra, Diferencialni račun, Integralni račun, Krivočrtne koordinate, Diracova delta funkcija, Teorija vektorskih polj)

  2. Elektrostatika
    (Električno polje, Coulombov zakon, Divergenca in rotor elektrostatičnih polj, Gaussov zakon, Rotor električnega polja, Električni Potencial, Poissonova and Laplaceova enačba, Delo in energija v elektrostatiki, Prevodniki, Induciran naboj, Površinski naboj in sila na prevodnik, Kondenzatorji)

  3. Potencial
    (Laplaceova enačba, rešitve v eni dimenziji (1D), 2D, 3D, Robni pogoji in Uniqueness Theorem, Prevodniki in Second Uniqueness Theorem, Metoda zrcaljenja, Separacija spremenljivk, Multipolni razvoj, Monopolni in dipolni členi)

  4. Električno polje v snovi
    (Polarizacija, Dielektriki, Vezan naboj, Polje znotraj dielektrika, Gostota električnega polja, Gaussov zakon v prisotnosti dielektrikov, Linearni dielektriki, Susceptibilnost, Permeabilnost, Dielektrična konstanta, Energija v dielektrikih)

  5. Magnetostatika
    (Lorentzova sila, Magnetno polje, Magnetna sila, Tok, Biot-Savartov zakon, Konstanten tok, Magnetno polje konstantnega toka, Divergenca in rotor magnetnega polja, Amperov zakon, Primerjava med elektrostatiko in magnetostatiko, Vektorski potencial, Robni pogoji, Multipolni razvoj vektorskega potenciala)

  6. Magnetno polje v snovi
    (Magnetizacija, Diamagnetiki, Paramagnetiki, Feromagnetiki, Vpliv magnetnega polja na atomske orbitale, Polje namagnetenega telesa, Vezan tok, Magnetno polje v snovi, Jakost magnetnega polja, Amperov zakon v magnetnih materialih, Robni pogoji, Linearni in nelinearni mediji, Magnetna susceptibilnost in permeabilnost)

  7. Elektrodinamika
    ( Electromotive Force, Ohmov zakon, Motional emf, Electromagnetna indukcija, Faradayev zakon, Inducirano magnetno polje, Induktivnost, Energija v magnetnem polju, Maxwellove enačbe v vakuumu, Magnetni naboj, Maxwellove enačbe v snovi, Robni pogoji)

  8. Ohranitveni zakoni
    (Naboj in energija, Kontinuitetna enačba, Poyntingov teorem, Gibalna količina, Ohranitev gibalne količine, Vrtilna količina)

  9. Elektromagnetno valovanje
    (Valovi v eni dimenziji, Valovna enačba, Robni pogoji: lom in odboj, Polarizacija, Electromagnetno valovanje v vakuumu, Valovna enačba za električno in magnetno polje, Enobarvni ravni val, Energija in gibalna količina elektromagnetnega valovanja, Elektromagnetno valovanje v snovi, Širjenje elektromagnetnih valov v linearnih medijih, Lom in odboj pri normalnem vpadu, pri poševnem vpadu, Absorbcija in disperzija)

  10. Potentciali in polja
    (Skalarni in vektorski potencial, Umeritvene transformacije, Coulombova umeritev, Lorentzova umeritev, Lorentzova sila v potencialni obliki, Zvezne porazdelitve, Retardirani potencial, Jefimenkove enačbe, Točkasti naboji)

  11. Sevanje
    (Kaj je sevanje?, Dipolno sevanje, Električno dipolno sevanje, Magnetno dipolno sevanje)

Predvideni študijski rezultati

Študenti bodo osvojili:
- koncepte in lastnosti električnih in magnetnih polj v vakuumu in v snovi
- koncepte in lastnosti razširjanja in sevanja elektromagnetnega valovanja

Temeljna literatura in viri

  • D. J. Griffiths, Introduction to Electrodynamics, IV. edition, Prentice Hall International. Katalog Katalog
  • Feynman’s Lectures on Physics, vol. II. Katalog E-gradivo
  • Berkeley Physics Course, vol.II. Katalog

Načini ocenjevanja

  • kolokviji, pisni izpit
  • ustni izpit

Reference nosilca

Barbara Ressel je docentka za področje »Fizika« na Univerzi v Novi Gorici. Barbara Ressesl is Assistant Professor of Physics at the University of Nova Gorica.

  1. GRAZIOLI, C., GAUTHIER, David, IVANOV, R., BUČAR, Bojan, MERHAR, Miran,
    RESSEL, Barbara, DE NINNO, Giovanni, et al. CITIUS: an infrared-extreme ultraviolet light source for fundamental and applied ultrafast science. Review of scientific instruments, ISSN 0034-6748, 2014, vol. 85, no. 2, str. 023104-1-023104-6, doi: 10.1063/1.4864298.
    [COBISS.SI-ID 3223291]
  2. CREPALDI, A., RESSEL, Barbara, et al. Evidence of reduced surface electron-phonon scattering in the conduction band of Bi [sub] 2 Se [sub] 3 by nonequilibrium ARPES. Physical review. B, Condensed matter and materials physics, ISSN 1098-0121, 2013, vol. 88, no. 12, str. 121404-1-121404-5, doi: 10.1103/PhysRevB.88.121404. [COBISS.SI-ID
    2876667]
  3. CREPALDI, A., RESSEL, Barbara, CILENTO, F., ZACCHIGNA, M., GRAZIOLI, C., BERGER, H.,BUGNON, Ph., KERN, K., GRIONI, M., PARMIGIANI, Fulvio. Ultrafast
    photo doping and effective Fermi-Dirac distribution of the Dirac particles in Bi [sub] 2 Se [sub] 3. Physical review. B, Condensed matter and materials physics, ISSN 1098-0121, 2012, vol. 86, no. 20, str. 205133-1-205133-5, doi: 10.1103/PhysRevB.86.205133. [COBISS.SI-ID2620155]