GÖTEBORGS UNIVERSITET KURSPLAN Fysik och teknisk fysik

GÖTEBORGS UNIVERSITET Fysik och teknisk fysik

KURSPLAN

FYN130 Fysik 3: Matematisk fysik och Elektromagnetiska fält, 12 poäng (Mathematical Physics and Electromagnetic Fields, 12 points) 1. Beslut om inrättande av kursen Kursplan fastställd av Sektionen för fysik och teknisk fysik 1995-02-09 att gälla dels för kurs inom naturvetarprogrammet, dels för fristående kurs. Ansvarig institution är Fysiska institutionen. 2. Kursens nivå Grundkurs inom huvudämnet fysik. 3. Kursens mål Målet med kursen är att den studerande skall: inhämta kunskaper om de matematiska hjälpmedel som används för att behandla fysikaliska problem i det tredimensionella rummet; öva färdigheten att använda matematiska metoder inom olika delar av fysiken, främst elektricitetslära, värmelära och kvantfysik; inhämta grundläggande kunskap om elektromagnetisk fältteori och dess tillämpningar; öva förmågan att kvalitativ och kvantitativ behandla elektromagnetiska fenomen; inhämta en grund för fortsatta studier i elektromagnetisk vågrörelselära samt elektricitetslära och elektronik.; öva förmågan att utföra och demonstrera och presentera fysikaliska experiment 4. Kursens innehåll Kursen består av två delmoment: 1. Matematik; 7 poäng 2. Elektromagnetiska fält; 5 poäng Delkurs 1 Matematisk fysik (tentamen 7 p) Linje- och ytintegraler med hjälp av integralsatser och utnyttjande av kroklinjiga koordinater. Källor och virvlar av olika slag. Käll- och virvelfria fält, potential och vektorpotential. Poissons ekvation. Analys av fält. Bestämning av fält från olika käll- och virvelfördelningar. Delkurs 2 Elektromagnetiska fält (tentamen 4,5 p, laboration 0,5 p) Elektriska laddningar och fält. Coulombs lag. Laplace och Poissons ekvationer. Energi hos system av laddningar. Potential och spänning. Allmänna elektrostatiska fältproblem. Laddade partiklars rörelse i elektriska och magnetiska fält. Lorenzkraft. Stationär elektrisk ström. Fältet från laddningar i rörelse. Biot-Savarts lag. Elektriska och magnetiska fält i olika referensramar. Faradays lag. Magnetiska fältets energi. Maxwells ekvationer. Elektromagnetiska vågor. Strålning från oscillerande laddningar. Elektriska och magnetiska fält i materia. Polarisation. Relativistisk behandling av elektromagnetiska fält. 5. Undervisningens utformning Undervisningen består av föreläsningar, övningar, demonstrationer, datorövningar och laborationer. 6. Examination Prov ges vid slutet av varje delmoment. På godkänt prov ges betygsgraderna Godkänd eller Väl godkänd. Studerande som inte godkänts vid ordinarie prov erbjuds ytterligare provtillfällen. Student som underkänts två gånger i prov för kurs eller del av kurs har rätt att begära annan examinator. Ansökan ställs till berörd institution. För att erhålla betyg över hel kurs krävs att samtliga obligatoriska moment fullgjorts. Över hel kurs ges betygen Godkänd och Väl godkänd. 7. Förkunskaper För tillträde till kursen krävs genomgången kurs NMA030, Flervariabelanalys, 10 poäng eller att motsvarande kunskaper inhämtats på annat sätt. 8. Kurslitteratur Se separat litteraturlista.