| 6 ECTS | |
| 45 P + 15 S + 30 A | |
| 10% primjene e-učenja | |
| Odjel za fiziku (Sceduly) |
| Nositelji: Petar StipanovićSuradnici: Mislav Cvitković |
| Ciljevi predmeta |
| Formulacija osnovnih zakona klasične teorije elektromagnetizma uz razvoj matematičkih metoda za rješavanje statičkih problema te kritička prosudba primjenjivosti istih na klasične fizičke probleme. |
| Uvjeti (kompetencije) za upis predmeta |
| Potrebna su predznanja matematičke analize (diferencijalni i integralni račun s funkcijama više varijabli) te diferencijalnih jednadžbi.- Matematičke metode fizike I (položen)- Diferencijalne jednadžbe (odslušan)- Elektricitet i magnetizam (položen)- Valovi i optika (odslušan) |
| Očekivani ishodi učenja |
| 1. Definirati osnovne veličine i pojmove elektromagnetizma (električno/magnetsko polje, električni/magnetski potencijal, električni pomak, magnetska indukcija, tok polja, polarizacija, susceptibilnost, dielektrik, feroelektrik, paramagnet, dijamagnet, feromagnet) te raspraviti njihovo značenje i karakteristike. |
| 2. Formulirati osnovne zakone elektrostatike i magnetostatike u vakuumu i tvarima (Gaussov zakon, Biot-Savartov zakon, Lorentzova sila, Maxwellove jednadžbe, jednadžba kontinuiteta...) koristeći vektorsku analizu (vektorske diferencijalne operatore, Gaussov i Stokesov zakon, ...) te ocijeniti njihovu relevantnost. |
| 3. Formulirati osnovne veličine i zakone klasične elektrodinamike u vakuumu i tvarima (Maxwellove jednadžbe u diferencijalnom i integralnom obliku, međuinduktivnost, zakon očuvanja naboja i energije, ...) koristeći vektorsku analizu te procijeniti koji su relevantni za zadani problem i opisati problem diferencijalnim/integralnim jednadžbama. |
| 4. Raščlaniti doprinose slobodnih i vezanih izvora elektromagnetskih polja u električki/magnetski polariziranim tvarima te utvrditi makroskopske efekte električne/magnetske polarizacije. |
| 5. Za dane stalne razdiobe naboja/struja procijeniti elektromagnetske potencijale i polja, argumentirati njihovu dis-/kontinuiranost na rubu te skicirati zavisnost promatranih veličina. |
| 6. Razviti električni/magnetski potencijal u multipolni red te raščlaniti i vrednovati doprinose članova multipolnog razvoja. |
| 7. Superponiranjem poznatih ili lakše odredivih elektromagnetskih veličina procijeniti elektromagnetsko djelovanje udaljenih kompleksnih sustava. |
| 8. Odabrati pogodnu metodu (separacija varijabli u Kartezijevom, sfernom ili cilindričnom koordinatnom sustavu, metoda slika, multipolni razvoj,...) za rješavanje Poissonove ili Laplaceove jednadžbe za zadane ili procijenjene rubne uvjete (Dirichletov, Neumanov ili Robinov), odnosno predvidjeti električni/magnetski potencijal/polje u danom sustavu (npr. naboj iznad uzemljene ravnine, kugla od linearnog dielektrika u homogenom polju...). |
| 9. Kvalitativno i kvantitativno usporediti potencijale, polja i energije za slične razdiobe odgovarajućih izvora te na temelju analogija previđati karakteristike drugih sustava. |
| Sadržaj predmeta |
| Seminari i vježbe prate predavanja po cjelinama: |
| I. ELEKTROSTATIKA |
| (6h) Elektrostatika raznih razdioba naboja (vektorska analiza, električna sila, električno polje, Maxwellove jednadžbe za elektrostatiku, električni potencijal, energija, vodiči) |
| (9h) Specijalne tehnike određivanja električnog potencijala (Poissonova i Laplaceova jednadžba te rubni uvjeti, metoda separacije varijabli, metoda slika, multipolni razvoj, Greenova funkcija) |
| (6h) Elektrostatika u prisustvu dielektrika (polarizacija, volumni i plošni vezani naboji, električni pomak, energija, linearne i nelinearni tvari) |
| II. MAGNETOSTATIKA |
| (9h) Magnetostatika raznih razdioba struja (magnetska sila, magnetsko polje, Biot-Savartov zakon, Maxwellove jednadžbe za magnetostatiku, magnetski vektorski potencijal, rubni uvjeti, multipolni razvoj) |
| (6h) Magnetostatika u prisustvu tvari (magnetizacija, volumne i plošne vezane struje, jakost magnetskog polja, linearne i nelinearne tvari) |
| III. ELEKTRODINAMIKA |
| (9h) Maxwellova formulacija klasične elektrodinamike (elektromotorna sila, Faradayev zakon, elektromagnetska indukcija, energija elektromagnetskih polja, Maxwellove jednadžbe i rubni uvjeti, očuvane veličine) |
| Vrste izvođenja nastave |
| - Predavanja - Seminari - Vježbe - Samostalni zadaci - Multimedija |
| Obveze studenata |
| 1. Aktivno sudjelovati u nastavi kritičkim prosuđivanjem i argumentiranjem mišljenja, pitanjima i odgovorima na pitanja.2. Riješiti zadane probleme iz elektromagnetizma.3. Kritički raspraviti odabrane pojmove i zakone te njihovu primjenjivost. |
| Praćenje rada studenata (ECTS) |
| - Pohađanje nastave (3) - Seminarski rad (0.5) - Usmeni ispit (1.5) - Pismeni ispit (1) |
| Ocjenjivanje i vrjednovanje rada studenata |
| Konačna se ocjena formira nakon što student položi oba ispitna dijela:pismeni ispit (primjena, 50% ocjene) i usmeni ispit (teorija, 50% ocjene).Tijekom nastave provode se kratke provjere ishoda učenja preko kojih se je moguće osloboditi dijela ispita te kolokviji (problemski zadaci) preko kojih se je moguće osloboditi svih dijelova pismenog ispita. |
| Obvezna literatura |
| [1] David J. Griffiths: Introduction to Electrodynamics, Cambridge University Press, 2017. |
| [2] I. Supek: Teorijska fizika i struktura materije, Školska knjiga, više izdanja. |
| [3] Digitalni materijali s predavanja |
| Izborna literatura |
| [4] John David Jackson: Classical electrodynamics, Wiley, New York, više izdanja. |
| [5] Razni materijali iz elektromagnetizma dostupni na webu. |
| Načini praćenja kvalitete |
| 1. Nastavnici, koji imaju predmete koreliranih ishoda učenja, surađuju i zajednički vode brigu o kvaliteti nastave. 2. Statistika ispitnih rezultata i vrednovanje uspješnosti u skladu s navedenim ishodima učenja. 3. Studentsko evaluiranje putem anonimne ankete koja se provodi prema pravilniku Sveučilišta u Splitu. |
| Izvedba |
|
Sveučilišni prijediplomski studij • Fizika (obvezni 5. sem.) |
| Napomene: Vrste nastave (tip): (P) Predavanja; (S) Seminari; (A) Auditorne vježbe; (PK) Vježbe u praktikumu; (L) Laboratorijske vježbe; (M) Metodičke vježbe; (TJ) Vježbe tjelesnog odgoja; (T) Terenske vježbe. Prije početka nastave moguće su rošade izvođača nastave u svrhu optimizacije opterećenja. Prikazana je testna verzija automatskog generiranja informacija. |