Е. В. Сметанин 2003 г. Рабочая программа

Вид материала

Рабочая программа

Содержание Рабочая программа курса IV. Формы промежуточного и итогового контроля.

Подобный материал:

• Е. В. Сметанин 2003 г. Рабочая программа, 94.21kb.
• Е. В. Сметанин 2003 г. Рабочая программа, 48.87kb.
• Е. В. Сметанин 2003 г. Рабочая программа, 240.74kb.
• Э. Б. Дорофеев 21 ноября 2003 г. Рабочая программа, 178.55kb.
• Рабочая программа по финансовому праву для студентов дневного отделения Красноярск, 204.5kb.
• Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Электроснабжение» 2003 года протокол, 221.9kb.
• Примерная рабочая программа по дисциплине теория массового обслуживания для подготовки, 54.46kb.
• Рабочая программа утверждена на заседании методкомиссии иф 2003 г. Протокол № Председатель, 363.89kb.
• Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Электроснабжение « 2003 года протокол, 164.95kb.
• Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Электроснабжение « 2003 года протокол, 281.69kb.

Ивановский государственный университет

Утверждаю

Декан физического факультета,

__________проф. Е.В. Сметанин


«___»_______________2003 г.

Рабочая программа

учебной дисциплины «Электродинамика и электродинамика сплошных сред »


Специальность – 010400 – Физика, направление 510400-Физика


Факультет – Физический


Курс – 3


Семестр – 5, 6


Кафедра – Теоретической физики, математического и компьютерного моделирования


Общая трудоёмкость дисциплины – 200 час.


В том числе:

Лекции – 80 час.

Практические занятия – 64 час.

Лабораторные занятия – 0.

Самостоятельная работа – 56 часов.


Рабочая программа принята на заседании кафедры


«___»________________2003 г.


Заведующий кафедрой __________________ (Е.В. Сметанин).

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА КУРСА

«ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

И ЭЛЕКТРОДИНАМИКА СПЛОШНЫХ СРЕД»

1. Объяснительная записка.
   

Курс «Электродинамика и электродинамика сплошных сред» является одним из основных разделов теоретической физики и предназначен для подготовки специалистов по всем физическим специальностям, а так же бакалавров и магистров наук.

1. Цель курса – изучение и освоение студентами основных теоретических методов описания и исследования электромагнитных явлений и приобретение навыков самостоятельной постановки и решения задач классической электродинамики.
   
2. Задачи курса:
   

изучение принципа релятивистской инвариантности законов электродинамики,

• принципа суперпозиции полей,
  
• принципа калибровочной инвариантности,
  
• приложений методов математической физики для решения основных задач электродинамики:
  

а) движение точечных зарядов в электромагнитном поле;

б) описание полей создаваемых системами зарядов;

в) распространение электромагнитных полей в вакууме и веществе.

3. Методика преподавания курса идеологически соответствует
   

содержанию курса теоретической физики Л.Д.Ландау и Е.М. Лифшица [1,2] и лекций по физике Р.Фейнмана [3], которые представляют признанные стандарты преподавания теоретической физики.

4. Формами организации учебного процесса являются лекции, практические занятия, самостоятельная работа студентов, консультации, зачет и экзамен.
   
5. Требования к уровню освоения содержания курсов:
   

• знание основных принципов, законов и задач электродинамики,
  
• владение методами векторного анализа в 3- мерном эвклидовом пространстве и 4-мерном пространстве Минковского,
  
• владение методами решения линейных уравнений математической физики и статистического усреднения.
  

2. Содержание учебного материала.
   

1. Разделы курса.
   

Раздел 1. Электродинамика полей и зарядов в вакууме.

Раздел 2. Электродинамика сплошных сред.


2.2. Краткое содержание разделов.


Электродинамика.


Релятивистская механика.

1. Скорость распространения взаимодействий.
   
2. 4- мерный интервал.
   
3. Преобразования Лоренца.
   
4. 4- мерные векторы и тензоры.
   
5. Энергия, импульс, момент импульса.
   
6. Принцип наименьшего действия.
   

Заряд в электромагнитном поле.

7. 4–мерный потенциал поля.
   
8. Уравнение движения точечного заряда в электромагнитном поле.
   
9. Сила Лоренца.
   
10. Напряженности электрического и магнитного полей.
    
11. Калибровочная инвариантность.
    
12. Тензор электромагнитного поля.
    
13. Преобразования Лоренца для поля.
    
14. Движение заряда в постоянных однородных электрическом и магнитном полях.
    

Уравнения Максвелла.

15. Действие для электромагнитного поля.
    
16. Дифференциальная форма уравнений Максвелла.
    
17. Интегральная форма записи уравнений Максвелла.
    
18. Уравнение непрерывности.
    
19. Плотность, поток энергии, тензор энергии-импульса.
    

Электростатика.

20. Закон Кулона. Теорема Гаусса.
    
21. Электростатическая энергия.
    
22. Движение в кулоновском поле.
    
23. Дипольный и мультипольные моменты.
    

Постоянное магнитное поле.

24. Закон Био и Савара.
    
25. Магнитный момент.
    
26. Теорема Лармора.
    

Электромагнитные волны.

27. Волновое уравнение.
    
28. Плоские волны.
    
29. Монохроматические плоские волны.
    
30. Поляризация.
    
31. Спектральное разложение.
    

Поле движущихся зарядов и излучение электромагнитных волн.

32. Запаздывающие потенциалы системы движущихся зарядов.
    
33. Потенциалы Лиенара-Вихерта.
    
34. Дипольное излучение.
    
35. Тормозное излучение.
    
36. Рассеяние электромагнитных волн.
    
37. Движение зарядов в поле монохроматической волны.
    

Электродинамика сплошных сред


Диэлектрики.

38. Поляризуемость диэлектриков.
    
39. Тензор поляризации.
    
40. Диполи. Ориентационная поляризуемость.
    
41. Статистическое описание поля и вещества.
    
42. Диэлектрическая проницаемость вещества.
    
43. Жидкости.
    
44. Уравнения Максвелла в веществе.
    
45. Электронная поляризация.
    
46. Показатель преломления вещества.
    
47. Комплексный показатель преломления. Поглощение.
    

Электромагнитные волны в металлах.

48. Проводимость.
    
49. Закон Ома.
    
50. Скин – эффект.
    
51. Поляроны.
    

Магнитные свойства вещества.

52. Диамагнетизм.
    
53. Парамагнетизм.
    
54. Магнитный момент в квантовой механике.
    
55. Модель Изинга.
    
56. Ядерный магнитный резонанс.
    
57. Ферромагнетизм.
    
58. Электромагниты.
    

Заключение.

59. Классическая и квантовая электродинамика.
    
60. Уравнение Дирака.
    
61. Квантованные поля – фундаментальная концепция для описания взаимодействий элементарных частиц.
    

3. Тематическое планирование.
   

Распределение часов курса по темам и видам работ.

N п/п	Темы	Всего (часов)	Аудиторные Занятия		Самостоят. работа
			Лекции	Семинары
1	1 - 37	122	50	44	28
2	38 - 61	78	30	20	28
3	Итого:	200	80	64	56

IV. Формы промежуточного и итогового контроля.


Зачет – 5-й семестр. Экзамен - 6-й семестр.


V. Учебно - методическое обеспечение.

1. Рекомендуемая литература (основная).
   

1. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. М., Наука, 1973.
   
2. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М., Наука, 1982.
   
3. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фенмановские лекции по физике. Т.5, Т.6, Т.7. М., Мир, 1977.
   
4. Батыгин В.П., Топтыгин И.Н. Сборник задач по электродинамике. М., Наука, 1962.
   
5. Пановский В., Филипс М. Классическая электродинамика. М.,
   

Физматгиз,1963.

2. Рекомендуемая литература (дополнительная).
   

1. Паули В. Теория относительности. М., Наука, 1991.
   
2. Денисов В.И. Введение в электродинамику сплошных сред. М., МГУ,1989.
   
3. де Гроот С.Р., Сатторп Л.Г. Электродинамика. М., Наука, 1982.
   
4. Н.Н. Боголюбов, Д.В. Ширков. Квантовые поля. М., Наука, 1980.
   

3. Другие источники информации по изучаемому курсу –
   

периодические научные издания и Internet.

4. Примерный перечень вопросов к зачету (5-й семестр) и
   

экзамену (6-й семестр).


Зачет.

1. Скорость распространения взаимодействий.
   
2. 4- мерный интервал.
   
3. Преобразования Лоренца.
   
4. 4- мерные векторы и тензоры.
   
5. Энергия, импульс, момент импульса.
   
6. Принцип наименьшего действия.
   
7. 4–мерный потенциал поля.
   
8. Уравнение движения точечного заряда в электромагнитном поле.
   
9. Сила Лоренца.
   
10. Напряженности электрического и магнитного полей.
    
11. Калибровочная инвариантность.
    
12. Тензор электромагнитного поля.
    
13. Преобразования Лоренца для поля.
    
14. Движение заряда в постоянных однородных электрическом и магнитном полях.
    
15. Действие для электромагнитного поля.
    
16. Дифференциальная форма уравнений Максвелла.
    
17. Интегральная форма записи уравнений Максвелла.
    
18. Уравнение непрерывности.
    
19. Плотность, поток энергии, тензор энергии-импульса.
    
20. Закон Кулона. Теорема Гаусса.
    
21. Электростатическая энергия.
    
22. Движение в кулоновском поле.
    
23. Дипольный и мультипольные моменты.
    
24. Закон Био и Савара.
    
25. Магнитный момент.
    
26. Теорема Лармора.
    
27. Волновое уравнение.
    
28. Плоские волны.
    
29. Монохроматические плоские волны.
    
30. Поляризация.
    
31. Спектральное разложение.
    

Экзамен.


На экзамен выносятся все вопросы из пункта 2.2 и задачи по всем темам курса.

5. Примерная тематика курсовых работ.
   

1. Движение релятивистского заряда в куллоновском поле.
   
2. Показатель преломления растворов.
   
3. Статическая диэлектрическая проницаемость и объемные свойства растворов.
   

6. Перечень контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы студентов.
   

1. Движение зарядов в однородных электрическом и магнитном полях.
   
2. Магнитно- тормозное излучение.
   
3. Предел и законы геометрической оптики
   

7. Необходимый минимум для положительной оценки.
   

а) Зачет

1. Преобразование Лоренца для компонент 4-векторов и 4-тензоров.
   
2. Уравнение движения заряда в электромагнитном поле.
   
3. Калибровочная инвариантность.
   
4. Законы электростатики и магнитостатики.
   
5. Уравнения Максвелла в дифференциальной и интегральной формах.
   

б) Экзамен

• знание основных принципов, законов и задач электродинамики,
  
• владение методами векторного анализа в 3- мерном эвклидовом пространстве и 4-мерном пространстве Минковского,
  
• владение методами решения линейных уравнений математической физики и статистического усреднения.