1. SylabUZ
2. Wydział Fizyki i Astronomii
3. semestr zimowy 2017/2018
4. Fizyka medyczna - pierwszego stopnia z tyt. licencjata
5. Podstawy fizyki III - Elektryczność i magnetyzm

Wygeneruj PDF dla tej strony

Podstawy fizyki III - Elektryczność i magnetyzm - opis przedmiotu

Cel przedmiotu

Nauczenie i utrwalenie podstawowych pojęć klasycznej teorii elektromagnetyzmu oraz rozszerzenie posiadanych wiadomości z tej dziedziny. Przekazanie wiadomości z fizyki umożliwiających rozumienie na poziomie podstawowym zjawisk i procesów w klasycznych układach elektrycznych i magnetycznych.

Wymagania wstępne

Zapisz zmiany

Umiejętności rachunkowe i znajomość praw fizyki na poziomie szkoły średniej oraz zdobyte podczas dotychczasowego przebiegu studiów.

Zakres tematyczny

1. Rys historyczny odkryć w zakresie klasycznej teorii elektromagnetyzmu.

2. Podstawowe pojęcia związane ze zjawiskami elektrycznymi, kwantowa natura ładunku, zasada zachowania ładunku. Pojęcie pola elektrycznego. Jego natężenie i potencjał – związki pomiędzy nimi. Linie pola elektrycznego. Energia potencjalna w polu elektrycznym. Ładunek i dipole elektryczne – ich zachowanie się w polu elektrycznym. Prawo Coulomba, strumień pola elektrycznego, prawo Gaussa i związki pomiędzy nimi, pojęcie gradientu.

3. Przewodniki w polu elektrycznym, rozkład ładunku w przewodniku, kondensatory i ich pojemność. Łączenie kondensatorów.

4. Dielektryk w polu elektrycznym, doświadczenie Faraday’a, polaryzacja dielektryków, podatność elektryczna, polaryzacja i indukcja pola elektrycznego, dielektryki izotropowe i anizotropowe.

5. Prąd elektryczny, rodzaje przepływu (pojęcia stacjonarności i jednorodności), natężenie prądu, gęstość prądu, opór i opór właściwy, zależność temperaturowa oporu, prawo Ohma, nadprzewodnictwo, mikroskopowy opis prądu elektrycznego, prawa Kirchhoffa, siła elektromotoryczna, energia i jej przemiana w obwodzie elektrycznym, łączenie oporów elektrycznych, układ kompensacyjny, pomiary natężenia prądu i napięcia elektrycznego, obwód RC.

6. Podstawowe pojęcia związane z polem magnetycznym, definicja wektora indukcji pola magnetycznego, siła Lorentza, dipol magnetyczny i jego zachowanie w polu magnetycznego.

7. Prawo Ampere’a, prawo Biota-Savarta, Siły działające na przewodnik z prądem w polu magnetycznym, definicja 1 Ampera.

8. Efekt Halla, budowa i zasada działania cyklotronu, doświadczenie Thomsona.

9. Prawo indukcji Faraday’a, reguła Lenza, indukcyjność, obwód LR, energia pola magnetycznego.

10. Prawo Gaussa dla magnetyzmu, materiały magnetyczne (para-, dia- i ferromagnetyki), prawo Curie, wektory natężenia pola magnetycznego i magnetyzacji, przenikalność magnetyczna materiału.

11. Prąd przesunięcia, symetria równań elektromagnetyzmu, pojęcia dywergencji i rotacji pola oraz ich związek z makroskopowymi wielkościami fizycznymi, całkowe równania Maxwella i ich różniczkowe odpowiedniki.

Metody kształcenia

Wykład konwencjonalny połączony z demonstracjami fizycznymi, ćwiczenia rachunkowe.

Efekty uczenia się i metody weryfikacji osiągania efektów uczenia się

Opis efektu	Symbole efektów	Metody weryfikacji	Forma zajęć

Warunki zaliczenia

Wykład - egzamin pisemny; Warunek zaliczenia - pozytywna ocena z egzaminu.

Ćwiczenia - pisemne sprawdziany cząstkowe – pozytywne zaliczenie wszystkich sprawdzianów.

Przed przystąpieniem do egzaminu student musi uzyskać zaliczenie z ćwiczeń.

Ocena końcowa: średnia ważona ocen egzaminu (70%) i zaliczenia ćwiczeń (30%).

Literatura podstawowa

1. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy fizyki, T. III, Elektryczność i magnetyzm, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, wszystkie wydania.

2. Materiały własne wykładowcy (dostępne w postaci elektronicznej).

Literatura uzupełniająca

1. H. Rawa, Elektryczność i magnetyzm w technice, Wydawnictwo Naukowe PWN, wszystkie wydania.

2. D. J. Griffiths, Podstawy elektrodynamiki, Wydawnictwo Naukowe PWN, wszystkie wydania

Uwagi

Zmodyfikowane przez dr hab. Jarosław Piskorski, prof. UZ (ostatnia modyfikacja: 24-09-2017 18:10)