Elektrodynamika i podstawy optyki
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | 1100-2Ind15 |
Kod Erasmus / ISCED: | (brak danych) / (brak danych) |
Nazwa przedmiotu: | Elektrodynamika i podstawy optyki |
Jednostka: | Wydział Fizyki |
Grupy: |
Fizyka, I st. studia indywidualne; przedmioty na II roku Fizyka, ścieżka indywidualna; przedmioty dla II roku |
Punkty ECTS i inne: |
9.00
|
Język prowadzenia: | polski |
Kierunek podstawowy MISMaP: | fizyka |
Założenia (opisowo): | Wymagania wstępne: podstawy elektromagnetyzmu (1100-1Ind22) lub równoważny kurs fizyki, kurs algebry i analizy matematycznej - od studentów przystępujących do zajęć wymagana jest znajomość matematyki w zakresie rachunku różniczkowego i całkowego, algebry z geometrią oraz analizy w tym elementów teorii funkcji zespolonych, dystrybucji oraz transformaty Fouriera . |
Tryb prowadzenia: | w sali |
Skrócony opis: |
Wykład kursowy łączący ostatnią część z cyklu podstaw fizyki (podstawy optyki) z elektrodynamiką klasyczną. Omówione będą podstawy optyki geometrycznej i falowej, elektromagnetyzmu w zakresie dotyczącym promieniowania elektromagnetycznego, oraz podstawowych zagadnień elektrodynamiki klasycznej ze szczególnym uwzględnieniem uniwersalnych metod rachunkowych znajdujących zastosowanie w wielu dziedzinach fizyki. |
Pełny opis: |
Wykład kursowy łączący ostatnią część z cyklu podstaw fizyki (podstawy optyki) z elektrodynamiką klasyczną. Jego naczelnym celem jest zapoznane słuchaczy z podstawami optyki geometrycznej i falowej, elektromagnetyzmu w zakresie dotyczącym promieniowania elektromagnetycznego, oraz wprowadzenie do elektrodynamiki. Omówione będą związki elektrodynamiki makroskopowej z teorią mikroskopową, właściwości pól elektrycznych i magnetycznych w ośrodkach materialnych oraz ich rola w budowie materii. Wprowadzone też będą uniwersalne metody rachunkowe, które znajdują zastosowanie we wszystkich dziedzinach fizyki. Program: Przegląd równań Maxwella w próżni i w ośrodku materialnym, równanie Poissona i Laplace'a, zagadnienia brzegowe, zagadnienia Dirichleta i Neumanna, metoda funkcji Greena,. Niestacjonarne pole elektromagnetyczne - fale elektromagnetyczne w próżni i ośrodkach materialnych: polaryzacja, fronty falowe, prędkość fazowa, prędkość grupowa, gęstość energii, przepływ energii i pęd fali EM, efekt Dopplera, prawo odbicia i załamania, zasada Fermata, wzory Fresnela, kąt Brewstera, całkowite wewnętrzne odbicie, dyfrakcja. Linie transmisyjne Wnęki rezonansowe i falowody. Promieniowanie elektromagnetyczne. Potencjały i cechowanie – sformułowanie lokalne, postać kowariantna równań Maxwella, czteropotencjał, tensor pola elektrycznego, gęstość energii, tensor napięć Maxwella. Pole poruszającego się ładunku, potencjały Liénarda i Wiecherta., promieniowanie, anteny, pole promieniowania dipola elektrycznego i magnetycznego. Źródła fal EM, detektory fal EM. Propagacja w dielektrykach, model Lorentza na współczynnik załamania, fale EM w przewodnikach, widmo fali, widzenie barwne, barwy czyste i mieszane. Optyka geometryczna, propagacja w ośrodku z gradientem współczynnika załamania, owale Kartezjusza, sferyczna granica pomiędzy dielektrykami, przybliżenie przyosiowe, cienka soczewka, opis macierzami ABCD, Dyfrakcja światła: konstrukcja Huyghensa, całka Fresnela-Kirchoffa, całka Sommerfelda, przybliżenie Fraunhofera, przybliżenie Fresnela. Dwójłomność: fala zwyczajna i nadzwyczajna, polaryzatory krystaliczne, płytki falowe Polaryzacja - formalizm Jonesa, wektor Stokesa, sfera Poincare, polaryzacja częściowa. Modulacja światła, efekty: elastooptyczny, elektrooptyczny, Kerra, Faradaya. Rozpraszanie światła; Rayleigha, Mie, Ramana, luminescencja, fluorescencja, fosforescencja. |
Literatura: |
Podręczniki: J.D. Jackson, Elektrodynamika Klasyczna D.J. Griffiths, Podstawy Elektrodynamiki J. Schwinger, Classical Elektrodynamics J.R. Meyers-Arendt, Wstęp do optyki J. Petykiewicz, Optyka falowa Batygin, Toptygin, Zbiór zadań z elektrodynamiki |
Efekty uczenia się: |
Wiedza: Znajomość zagadnień omawianych na wykładzie. Umiejętności: Umiejętność bezbłędnego i sprawnego rozwiązywania zadań, umiejętność wyjaśniania zjawisk omawianych na wykładzie w oparciu o posiadaną wiedzę oraz umiejętność planowania i przewidywania wyników podstawowych pomiarów z zakresu optyki i elektromagnetyzmu. Postawy: Potrafi formułować i komunikować opinie na temat podstawowych problemów z zakresu elektryczności i magnetyzmu. Rozumie potrzebę popularyzacji wiedzy. |
Metody i kryteria oceniania: |
Zaliczenie przedmiotu odbywa się na podstawie wyników kolokwiów, oceny zadań domowych, oraz wyników egzaminów pisemnego i ustnego. Dopuszczenie do egzaminu ustnego wymaga zdobycia łącznie minimum 50% punktów za kolokwia, zadania domowe i egzamin pisemny. Zadania domowe należy oddawać prowadzącemu ćwiczenia w ciągu 2 tygodni od opublikowania serii zadań. Z każdej serii będą wybierane i oceniane co najwyżej 3 zadania. W przypadku niezaliczenia ćwiczeń możliwe jest zaliczenie ćwiczeń podczas egzaminu pisemnego. |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2023/24" (zakończony)
Okres: | 2023-10-01 - 2024-01-28 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR CW
CW
CZ WYK
PT |
Typ zajęć: |
Ćwiczenia, 45 godzin
Wykład, 45 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Piotr Kossacki, Marek Trippenbach | |
Prowadzący grup: | Piotr Kossacki, Stanisław Kurdziałek, Mateusz Raczyński, Paweł Trautman, Marek Trippenbach | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Wykład - Egzamin |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2024/25" (w trakcie)
Okres: | 2024-10-01 - 2025-01-26 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR CW
CW
CZ WYK
PT |
Typ zajęć: |
Ćwiczenia, 45 godzin
Wykład, 45 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Piotr Kossacki, Marek Trippenbach | |
Prowadzący grup: | Piotr Kossacki, Mateusz Raczyński, Paweł Trautman, Marek Trippenbach, Krzysztof Turzyński | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Wykład - Egzamin |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki.