El- och vågrörelselära, 7,5 hp

Innehåll

Kursen behandlar grundläggande elektromagnetism och vågrörelselära. Med Coulombs lag som utgångspunkt definieras det elektrostatiska fältet och Gauss lag introduceras. Här diskuteras även de delar av vektoranalysen som behövs för den matematiska behandlingen av elektromagnetismen. Elektrisk ström och strömtäthet tas upp liksom resistans och Ohms lag. Inom magnetostatiken behandlas Biot-Savarts lag och Ampères lag. Dessa lagar används för problemlösning inom elektro- och magnetostatik. Laddade partiklars rörelse i elektriska och magnetiska fält studeras med hjälp av Lorentzkraften. Tidsberoende fält och Faradays induktionslag behandlas. Begreppen kapacitans, induktans och impedans introduceras och tillämpas i enkla geometrier. Elektriska och magnetiska dipoler introduceras och deras betydelse för elektriska och magnetiska material behandlas. Vågors allmänna egenskaper studeras och begrepp som amplitud, energitäthet, intensitet och polarisering introduceras. Randvillkorens betydelse illustreras med exempel på mekaniska vågor. Elektromagnetiska vågor introduceras. Inom geometrisk optik behandlas reflektion och refraktion och inom vågoptiken behandlas interferens och diffraktion. Kursen omfattar ett teorimoment om 6 hp och ett laborationsmoment om 1,5 hp.

Förväntade studieresultat

För att uppfylla målen för kunskap och förståelse ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• beskriva elektriska och magnetiska fenomen i vakuum samt i elektriska och magnetiska material
• förklara grundläggande egenskaper hos mekaniska vågor och ljud
• sammanfatta fundamentala egenskaper hos elektromagnetiska vågor
• formulera huvudsakliga principer inom geometrisk optik och vågoptik.

För att uppfylla målen för färdighet och förmåga ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• använda elektromagnetisk teori för att lösa problem i naturvetenskap och teknologi
• genomföra bestämningar av statiska elektriska fält genom Coulombs lag och Gauss lag
• bestämma statiska magnetiska fält genom Biot-Savarts lag och Ampères lag
• utföra beräkningar av kapacitans, resistans och induktans för enkla geometrier
• behandla superposition av vågor i olika sammanhang
• beräkna hur föremål avbildas genom spegling och brytning i linser.

För att uppfylla målen för värdering och förhållningssätt ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• visa förmåga att göra bedömningar med hänsyn till vetenskapliga och etiska aspekter vid presentation av resultat vid laborativt arbete

Behörighetskrav

Univ: Klassisk mekanik 7,5 hp samt Differentialekvationer för teknologer 7,5 hp eller motsvarande.

Undervisningens upplägg

Undervisningen bedrivs i form av lektionsundervisning, räkneövningar samt handledning vid laborationer. Laborationerna är obligatoriska. Utöver schemalagda aktiviteter förutsätts även individuellt arbete med kursmaterialet.

Examination

Examinationen på kursens teorimoment sker individuellt i form av en skriftlig salstentamen vid kursens slut. På skriftlig salstentamen sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5).

Examinationen på kursens laborationsmoment sker i grupp, med individuell bedömning, genom skriftliga rapporter och muntliga redovisningar. På skriftliga rapporter och på muntliga redovisningar sätts något av betygen Underkänd (U) eller Godkänd (G). På hela momentet sätts något av betygen Underkänd (U) eller Godkänd (G). Betyget Godkänt (G) sätts först då samtliga rapporter och redovisningar är godkända.

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 alla moment är godkända. Under förutsättning att alla moment är godkända blir betyget på hela kursen detsamma som på teorimomentet. 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. För mer information, se Regler för betyg och examination på grund- och avancerad nivå, dnr: FS 1.1.2-553-14.

Student har rätt att få prövat om tidigare utbildning eller motsvarande kunskaper och färdigheter förvärvade i yrkesverksamhet kan tillgodoräknas för motsvarande utbildning vid Umeå universitet. Ansökan om tillgodoräknande skickas in till Studentcentrum/Examina. Mer information om tillgodoräknande finns på Umeå universitets studentwebb, www.student.umu.se, och i högskoleförordningen (6 kap). Ett avslag på ansökan om tillgodoräknande kan överklagas (Högskoleförordningen 12 kap) till Överklagandenämnden för högskolan. Detta gäller såväl om hela som delar av ansökan om tillgodoräknande avslås.

Övriga föreskrifter

Kursen ersätter den tidigare kursen El- och vågrörelselära 6,0 hp (5FY153) och kan inte tas med i examen tillsammans med denna. I det fall att kursplan upphör att gälla eller genomgår större förändringar, garanteras studenter minst tre provtillfällen (inklusive ordinarie provtillfälle) enligt föreskrifterna i den kursplan som studenten ursprungligen varit kursregistrerad på under en tid av maximalt två år från det att tidigare kursplan upphört att gälla eller kursen slutat erbjudas.