Kursen innehåller både teori och datorlaborationer. Teoridelen tar som utgångspunkt den statiska teorin för elektriska och magnetiska fält. Via kvasistatisk teori införs Maxwells ekvationer som därefter studeras i det allmänna tidsberoende fallet. Laddningens och energins bevarande diskuteras vid härledningen av kontinuitetsekvationen och Poyntings teorem. Plana elektromagnetiska vågor studeras och lagarna för deras brytning och reflektion mot plana gränsytor (Fresnels formler) härleds. Vidare studeras total reflektion och den plana dielektriska vågledaren så att principerna för den optiska fibern klargörs med jämförelsevis enkel matematik. Metallisk vågledare studeras också. De elektromagnetiska potentialerna införs och de retarderade potentialerna härleds. Dessa nyttjas därefter för att bestämma strålningen från en enkel antenn.
Vid datorlaborationerna modelleras elektromagnetiska fenomen med hjälp av programmet Comsol Multiphysics. Härvid måste då Maxwells ekvationer förenklas genom att hänsyn tas dels till om applikationen är statisk, kvasistatisk eller högfrekvent, och dels till om det finns symmetrier. Två olika symmetrier används, dels plansymmetri där lösningen är oberoende av en Cartesisk koordinat och dels axisymmetri. Kursen omfattar en teoridel om 5 hp och en datorlaborationsdel om 1 hp.
Förväntade studieresultat
Efter genomgången kurs ska den studerande kunna:
- redogöra för elektromagnetisk teori och sambanden mellan statik, kvasistatik och de fullständiga Maxwellska ekvationerna,
- beskriva ett antal elektromagnetiska fenomen utifrån den grundläggande teorin för klassisk elektromagnetism,
- lösa elektromagnetiska problem,
- använda Comsols Multiphysics för att besvara elektromagnetiska frågeställningar genom modellering,
- teoretiskt formulera de välställda PDE-problem som simuleras med Comsols Multiphysics i enkla applikationer.
Behörighetskrav
Univ: För tillträde till kursen krävs kursen Elektromagnetismens grunder (5FY016, 6 hp), eller motsvarande.
Undervisningens upplägg
Undervisningen bedrivs i form av lektionsundervisning, räkneövningar samt handledning vid datorlaborationer. Laborationerna är obligatoriska.
Examination
Kunskapsredovisningen sker normalt genom skriftlig tentamen samt genom redovisning av laborationer. På en skriftlig tentamen sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5). På redovisningar av laborationer ges betygen Underkänd (U) eller Godkänd (G).
På hela kursen sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5). Betyget utgör en sammanfattande bedömning av resultaten vid examinationens olika delar och sätts först när alla obligatoriska moment är godkända. Den som godkänts i ett prov får ej 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.
TILLGODORÄKNANDE
Tillgodoräknande prövas individuellt.
