Elektrodynamik II, 7,5 hp

Innehåll

Kursen inleds med en kort repetition av grundläggande begrepp som Poyntings teorem, potentialer och gaugetransformationer och sedan härleds de retarderade och avancerade potentialerna. Därefter behandlas speciell relativitetsteori på 4-vektorform och elektrodynamiken formuleras på kovariant form. Lagrange- och Hamiltonmetoder i fältteori introduceras sedan. Energi-momentumtensorer införs och olika konserveringslagar härleds. En stor del av kursen ägnas åt strålningsteori. Först behandlas multipolstrålning med tonvikt på dipol- och kvadrupolstrålning. Därefter studeras strålning från accelererade laddningar och Lienart-Wiechert-potentialerna härleds. Vidare behandlas synkrotronstrålningens frekvensspektrum och teorin för strålningsdämpning. Som tillämpning studeras några olika exempel på antenner. Kursen innehåller också något om speciella funktioner, som klotytfunktioner och Besselfunktioner, samt teorin för Greens funktioner.

Förväntade studieresultat

För att uppfylla målen för kunskap och förståelse ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• ingående förklara centrala moment som retarderade potentialer, speciell relativitetsteori, elektrodynamik på kovariant form och Lagrangemetoder i klassiska fältteorier
• ge fördjupad beskrivning av strålningsteori, inkluderande multipolstrålning, strålning från accelererade laddningar, frekvensspektrum och strålningsdämpning
• härleda centrala resultat inom elektrodynamiken och ingående förklara resonemangen i dessa härledningar.

För att uppfylla målen för färdighet och förmåga ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• självständigt utföra avancerade beräkningar inom elektrodynamiken t.ex. av strålningsfält och effekt från olika ström- och laddningsfördelningar
• självständigt tillämpa elektrodynamiken för att t.ex. bestämma strålningen från olika antennkonstellationer
• systematiskt bestämma strålningsfält och effekt från accelererade laddningar, strålningens frekvensspektrum samt strålningsdämpningen för laddningar
• härleda fältekvationer (eller rörelseekvationer) från en Lagrange-beskrivning av en relativistisk teori, bestämma motsvarande energi-momentumtensor och från denna ta fram konserveringslagar.

För att uppfylla målen för värdering och förhållningssätt ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• självständigt och med ett kritiskt förhållningssätt tillgodogöra sig vetenskaplig litteratur inom området.

Behörighetskrav

Univ: Tidigare högskolestudier om minst 90 högskolepoäng inklusive Analytisk mekanik, 6 hp, samt Elektrodynamik, 6 hp, eller motsvarande. Engelska och svenska för grundläggande behörighet för högskolestudier. Krav på svenska gäller endast om utbildningen ges på svenska.

Undervisningens upplägg

Undervisningen bedrivs i form av lektionsundervisning och räkneövningar. Student som missat eller inte kunnat slutföra ett obligatoriskt utbildningsmoment vid kurstillfället ska beredas möjlighet att slutföra det vid ett senare kurstillfälle. För mer information, se Regler för betyg och examination på grund- och avancerad nivå, dnr: FS 1.1.2-553-14.

Examination

Examinationen på kursen sker individuellt i form av en skriftlig salstentamen vid kursens slut samt genom frivilliga inlämningsuppgifter. På skriftlig salstentamen sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (G) eller Väl godkänd (VG). På frivilliga inlämningsuppgifter sätts poäng som även är giltiga vid omprov och vid uppsamlingsprov. Den som godkänts i ett prov får inte undergå förnyat prov för högre betyg.

En student som utan godkänt resultat har genomgått två prov för en kurs eller en del av en kurs, har rätt att få en annan examinator utsedd, om inte särskilda skäl talar emot det (HF 6 kap. 22 §). Begäran om ny examinator ställs till prefekten för Institutionen för fysik. För mer information, se Regler för betyg och examination på grund- och avancerad nivå, dnr: FS 1.1.2-553-14.

Student har rätt att få prövat om tidigare utbildning eller motsvarande kunskaper och färdigheter förvärvade i yrkesverksamhet kan tillgodoräknas för motsvarande utbildning vid Umeå universitet. Ansökan om tillgodoräknande skickas in till Studentcentrum/Examina. Mer information om tillgodoräknande finns på Umeå universitets studentwebb, www.student.umu.se, och i högskoleförordningen (6 kap). Ett avslag på ansökan om tillgodoräknande kan överklagas (Högskoleförordningen 12 kap) till Överklagandenämnden för högskolan. Detta gäller såväl om hela som delar av ansökan om tillgodoräknande avslås.

Övriga föreskrifter

Kursen ersätter den tidigare kursen Elektrodynamik II D 7,5 hp (5FY013) och kan inte tas med i examen tillsammans med denna. I det fall att kursplan upphör att gälla eller genomgår större förändringar, garanteras studenter minst tre provtillfällen (inklusive ordinarie provtillfälle) enligt föreskrifterna i den kursplan som studenten ursprungligen varit kursregistrerad på under en tid av maximalt två år från det att tidigare kursplan upphört att gälla eller kursen slutat erbjudas.