Kursen behandlar grundläggande elektromagnetism där elektrostatiken, med Coulombs lag, är utgångspunkt. Det elektriska fältet definieras och elektrostatiska fältekvationer härleds. Ledare behandlas både statiskt och med stationär strömtäthet. Isolatorer ges en makroskopisk behandling i termer av elektrisk dipoltähet. Matematiskt bestäms de elektriska fälten av partiella differential-ekvationer med randvillkor. Den magnetostatiska teorin behandlas analogt med elektrostatiken, utgångspunkten är Lorentz kraft och Biot-Savarts lag. Magnetfältet definieras och de magneto-statiska fältekvationerna härleds. Magnetiska material ges en makroskopisk behandling i termer av magnetisk dipoltäthet. Slutligen generaliseras teorin och detta leder fram till Maxwells ekvationer. Vid datorlaborationer används ett FEM-program för att lösa elektrostatiska fältekvationer och elektrostatiska fält representeras grafiskt.
Förväntade studieresultat
Efter genomgången kurs ska den studerande kunna:
- beskriva hur ekvationer för statiska elektriska och magnetiska fält följer ur lagar för kraftverkan mellan stillastående punktladdningar respektive mellan stillastående strömslingor,
- redogöra för den makroskopiska beskrivningen av elektriska och magnetiska material i termer av elektriska och magnetiska dipoltätheter,
- härleda ekvationer för tidsberoende elektromagnetiska fält (det vill säga Maxwells ekvationer) ur motsvarande statiska ekvationer,
- ge exempel på betydelsen av elektromagnetisk teori för naturvetenskap och teknologi,
- lösa partiella differentialekvationer med randvillkor för att kunna hantera elektrostatiska fenomen,
- använda FEM-program för att numeriskt studera elektrostatiska problem som saknar enkla analytiska lösningar,
- grafiskt representera elektrostatiska fält.
Behörighetskrav
Univ: För tillträde till kursen krävs Fysikaliska modellers matematik (5FY031, 10,5 hp) eller motsvarande kunskaper.
Undervisningens upplägg
Undervisningen bedrivs i form av lektionsundervisning, räkneövningar samt handledning vid laborationer. Laborationerna, både experimentella laborationer och datorlaborationer, är obligatoriska.
Examination
Kunskapsredovisningen sker dels i form av muntlig och skriftlig rapportering av laborationer, dels i form av ett prov vid kursens slut. Provet är normalt skriftligt. På rapporter sätts något av betygen Underkänd (U) eller Godkänd (G). Vid det avslutande provet sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5).
På hela kursen sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5). För att bli godkänd på hela kursen krävs att samtliga prov och 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 styrelsen för Institutionen för fysik.
TILLGODORÄKNANDE
Tillgodoräknande prövas individuellt.
Litteratur
Giltig från:
2008 vecka 2
Griffiths David J.q (David Jeffery) Introduction to electrodynamics 3rd ed., international ed. : Upper Saddle River, N.J. : Prentice Hall : c1999. : xv, 576 s. : ISBN: 0-13-919960-8 Se Umeå UB:s söktjänst
