Elektrodynamik og bølger (EM2)


Semesterangivelse: Efterårs kursus Kurset udbydes i blok 1 Kurset udbydes i skemagruppe A Kurset giver 7,5 ETCS point

 


Udgave: Efterår 2012 NAT
Point: 7,5
Blokstruktur: 1. blok
Skemagruppe: A
Fagområde: fys
Institutter: Niels Bohr Institutet
Uddannelsesdel: Bachelor niveau
Kontaktpersoner: Steen H. Hansen, email: hansen@dark-cosmology.dk
Skema- oplysninger:  Vis skema for kurset
Samlet oversigt over tid og sted for alle kurser inden for Lektionsplan for Det Naturvidenskabelige Fakultet Efterår 2012 NAT
Undervisnings- periode: 3. september til 11. november, 2012
Undervisnings- form: Forelæsninger, regneøvelser og laboratorieøvelser.
Formål: 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.
Indhold: 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.
Kompetence- beskrivelse: 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. I kurset lærer de studerende at beskrive den slags fænomener v.h.a. komplekse tal og Fourier transformation. Herved udvikler de studerende rutine i at anvende komplekse tal. Desuden får de studerende kendskab til generelle fysiske fænomener som resonans og interferens. Endelig øver de studerende at anvende superpositionsprincippet på lineære fysiske problemstillinger.
Målbeskrivelse: 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.

Karakterbeskrivelse til 12: Karakteren 12 gives for den fremragende præstation, der demonstrerer udtømmende opfyldelse af ovennævnte mål, med ingen eller få uvæsentlige mangler.
Lærebøger: David J. Griffiths, Introduction to Electrodynamics, samt noter.
Tilmelding:
Foregår på selvbetjeningen d. 15. maj - 1. juni
Faglige forudsætninger: EM1 - elektromagnetisme eller lignende, samt matematik svarende til pensum på første år.
Eksamensform: 4 timers skriftlig eksamen med sædvanlige hjælpemidler, karakter efter 7-trins skalaen, intern censur.
Re-eksamen: Som den ordinære.
Ved 10 eller færre tilmeldte til eksamen/reeksamen, ændres eksamensformen til en 25 minutters mundtlig eksamination uden forberedelse.
Obligatorisk arbejde: For at gå til eksamen skal man have godkendt 6 lab-øvelser +1 rapport.
Karaktergivningen: Den endelige karakter vægtes således
Den skriftlige/mundtlige eksamen, 75%
6 afleveringsopgaver, 15%
6 laboratorietests, 10%
Eksamen: Skriftlig prøve den 8. november 2012. Reeksamen: Skriftlig prøve den 31. januar 2013. Ved 10 eller færre tilmeldte til reeksamen ændres eksamensformen til mundtlig prøve.
Kursus hjemmeside:
Undervisnings- sprog: Kun dansk
Sidst redigeret: 26/4-2012



Københavns Universitet