- •Федеральное агенство по образованию
- •Гоувпо «удмуртский государственный университет»
- •Физический факультет
- •Кафедра теоретической физики
- •Рабочая программа
- •Требования государственного стандарта (гос)
- •Принципы построения курса «Электродинамика»
- •Цель и задачи курса
- •4. Структура курса
- •5. Программа курса “Электродинамика” для дневного отделения физического факультета УдГу
- •6. Содержание лекционного курса «Электродинамика»
- •1. Экспериментальные основы теории электромагнитного поля, 5ч.
- •Уравнения Максвелла для электромагнитного поля в дифференциальной и интегральной форме, 7ч.
- •3. Постоянное электромагнитное поле в вакууме, 12ч.
- •4. Электромагнитные волны в вакууме, 4ч.
- •5. Излучение электромагнитных волн, 5ч.
- •6. Специальная теория относительности, 12ч.
- •Микроскопическая электродинамика
- •Тема 1. Дифференциальные и интегральные теоремы в электродинамике, 2ч.
- •Тема 2 Уравнения электростатики. Прямая и обратная задачи электростатики, 6ч.
- •Тема 3. Мультипольные моменты, 6ч.
- •Тема 4. Магнитостатика, 4ч.
- •Тема 5. Электромагнитные волны в вакууме. Поляризация
- •Тема 6. Волновое поле точечного заряда, 2ч.
- •Тема 7. Дипольное и магнитно-дипольное излучение, 6ч.
- •Тема 8. Специальная теория относительности, 10ч.
- •8.10.* Найти силу взаимодействия между двумя зарядами, движущимися с одинаковыми скоростями.
- •Макроскопическая электродинамика
- •Тема 9. Электростатическое поле проводников, 6ч.
- •Тема 10. Электростатическое поле в диэлектриках, 4ч.
- •Тема 11. Постоянный ток, 2ч.
- •Тема 12. Постоянное магнитное поле в средах, 4ч.
- •Тема 13. Квазистационарное приближение в случае линейных проводников, 2ч.
- •Тема 14. Релаксация заряда. Вихревые токи. Скин–эффект, 2ч.
- •Тема 15. Электромагнитные волны в средах. Дисперсия, 6ч.
- •Тема 16. Волноводы и резонаторы, 2ч.
- •Вопросы для самоконтроля
- •Вопросы для самоконтроля по понятийному аппарату Макроскопической электродинамики
- •Литература
- •Вопросы по расширенному курсу «Электродинамика»
Принципы построения курса «Электродинамика»
- курс входит в цикл дисциплин, включенных в учебные планы данной специальности по решению Учёного Совета Физического факультета;
- курс является теоретической базой для освоения студентами обще профессиональных дисциплин естественнонаучного профиля;
- целью курса является передача студенту системы фундаментальных знаний по физике;
- ядро курса составляют основные разделы «Электродинамики» и разделы «Электродинамики сплошных сред», перечисленные в ГОС;
- для успешного изучения курса студенту необходимо опираться на программу курса общей физики, разделы «Электричество и магнетизм» и «Оптика», а также знать основы высшей математики, а именно алгебру и аналитическую геометрию, математический анализ, дифференциальные уравнения и методы математической физики.
Объём дисциплины (в часах) и виды учебной работы (5-6 семестры).
Общая трудоёмкость дисциплины 218 ч.
Аудиторные занятия 144 ч.
Лекции 72 ч.
Семинары (С) 72 ч.
Самостоятельная работа 78 ч.
В курсе выделены блоки:
-уравнения электромагнитного поля в вакууме (уравнения Максвелла);
-законы движения заряженных частиц в электромагнитном поле;
-свойства электромагнитных волн, излучение электромагнитных волн;
-основы специальной теории относительности;
-уравнения электромагнитного поля в сплошных средах.
Оценка знаний и умений студентов проводится с помощью анализа результатов выполнения аудиторных контрольных работ, отчёта по домашним заданиям, обязательный минимум знаний студентов проверяется с помощью набора задач и тестов перед промежуточными аттестациями;
итоговый контроль проводится в форме зачёта и устного экзамена в конце 5 и 6 семестров;
экзамен включает в себя вопросы теоретической и практической частей курса.
Цель и задачи курса
3.1 .Цель курса «Электродинамика» состоит в изучении фундаментальных законов, определяющих свойства электромагнитного поля в вакууме и в веществе. Электродинамике принадлежит одно из важнейших мест в ряду других разделов физики не только из-за ее весьма значительного прикладного значения, но и благодаря ее исключительной роли в познании природы, в том числе в формировании квантовой теории и теории относительности. В связи с этим первой задачей курса “Электродинамика” является формирование у студентов единой, логически непротиворечивой физической картины, связывающей все изучаемые явления, теории и модели их описания. При этом решается задача формирования научного мировоззрения и современного физического мышления. Помимо этого изучение курса происходит последовательно, не ограничиваясь только понятийным аппаратом, со строгим математическим и логическим обоснованием всех получаемых результатов в рамках используемых теоретических моделей. В результате изучения курса студенты должны усвоить фундаментальную базу теоретических знаний по электродинамике, а также получить систему практических навыков использования этих знаний для постановки математической задачи описания любого явления или процесса, связанного с законами электромагнетизма, и последовательного решения этой задачи.
3.2 Учебные задачи курса включают освоение следующих фундаментальных положений:
-уравнения электромагнитного поля в вакууме (уравнения Максвелла);
-законы движения заряженных частиц в электромагнитном поле;
-свойства электромагнитных волн, излучение электромагнитных волн;
-основы специальной теории относительности;
-уравнения электромагнитного поля в сплошных средах.
3.3 Студент должен знать и уметь:
- физические явления и законы микроскопической и макроскопической электродинамики, необходимые для освоения блока общепрофессиональных дисциплин;
- способы измерения основных физических величин;
- выделять конкретную (электродинамическую ) сущность в соответствующих прикладных задачах;
- решать физические задачи среднего уровня сложности, предусмотренных курсом «Электродинамика»;
- применять полученные знания для освоения последующих дисциплин рабочего плана;
- уметь самостоятельно работать с учебной, научной и справочной литературой;
- уметь работать с Интернет-ресурсами по курсу «Электродинамика».
3.4 После изучения теоретических разделов курса студент должен иметь представление:
- о предмете, месте и роли физики в системе естественнонаучных знаний;
- о достижениях и проблемах современной физики;
- о физических принципах устройства и функционирования современных технических устройств.