Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

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
Punkty ECTS i inne: 9.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
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 oceny zadań domowych, oraz wyników egzaminów pisemnego i ustnego.

Dopuszczenie do egzaminu ustnego wymaga zdobycia minimum 50% punktów za zadania domowe (zaliczenie ćwiczeń) i 50% punktów za 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 (zbyt małej liczby punktów za zadania domowe) możliwe jest zaliczenie ćwiczeń podczas egzaminu pisemnego.

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2021/22" (zakończony)

Okres: 2021-10-01 - 2022-02-20
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 45 godzin więcej informacji
Wykład, 45 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Kossacki, Krzysztof Pachucki
Prowadzący grup: Piotr Kossacki, Kacper Oreszczuk, Krzysztof Pachucki, Aleksander Rodek, Marek Trippenbach, Krzysztof Turzyński
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2022/23" (jeszcze nie rozpoczęty)

Okres: 2022-10-01 - 2023-01-29
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 45 godzin więcej informacji
Wykład, 45 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Kossacki, Krzysztof Pachucki
Prowadzący grup: Piotr Kossacki, Krzysztof Pachucki, Marek Trippenbach
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki.
ul. Pasteura 5, 02-093 Warszawa tel: +48 22 55 32 000 https://www.fuw.edu.pl/ kontakt deklaracja dostępności USOSweb 6.8.0.0-1 (2022-08-01)