UMEÅ UNIVERSITET
Institutionen för fysik
Ledningsgruppen
2013-11-20
p.18-13
Ärende: Ny kursplan
Elektromagnetism. Ny kursplan
Basdata
Benämning på kursen
Elektromagnetism. Engelsk översättning av kursens benämning: Electromagnetism.
Högskolepoäng
6,0.
Kurskod
5FY139.
Ansvarig institution
Institutionen för fysik.
Ämnesgrupp
Fysik.
Huvudområde
Fysik.
Utbildningsnivå
Grundnivå.
Fördjupning i förhållande till examensfordringarna
G1F. Grundnivå, har mindre än 60 hp kurser inom ett och samma huvudområde eller mindre än två
års sammanlagda studier som förkunskapskrav.
Utbildningsområde
Naturvetenskapligt. Tekniskt.
Betygsgrader
Underkänd (U), Godkänd (G), Väl godkänd (VG).
Ev. programtillhörighet
Kursen kan läsas inom kandidatprogrammet i fysik och tillämpad matematik, lärarprogrammet och
som fristående kurs.
Ev. medverkande institutioner
-
Innehåll
Fastställande
Kursplanen är fastställd av Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden 2013-xx-xx. Kursplanen
gäller fr.o.m. V14.
Beslut och riktlinjer
Kursen kan läsas inom kandidatprogrammet i fysik och tillämpad matematik, lärarprogrammet och
som fristående kurs.
Innehåll
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 dipoltäthet. Matematiskt bestäms de elektriska fälten av partiella
differentialekvationer med randvillkor. Den magnetostatiska teorin behandlas analogt med
elektrostatiken, utgångspunkten är Lorentzkraften och Biot-Savarts lag. Magnetfältet definieras och
de magnetostatiska 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 programvara för att lösa elektrostatiska fältekvationer
och elektrostatiska fält representeras grafiskt. På studenters efterfrågan, kan extra information om
vektoranalys tillhandahållas. Kursen omfattar en teoridel om 4,0 hp, en experimentell
laborationsdel om 1,5 hp samt en datorlaborationsdel om 0,5 hp.
Kursens mål (förväntade studieresultat)
För att uppfylla målen för kunskap och förståelse ska den studerande efter genomgången kurs
kunna:
• redogöra för beskrivningen av elektriska och magnetiska fenomen i vakuum och i
elektriska och magnetiska material,
• använda elektromagnetisk teori för att lösa problem i naturvetenskap och teknologi t.ex. för
att beräkna elektrisk energi, kapacitans och resistans.
För att uppfylla målen för färdighet och förmåga ska den studerande efter genomgången kurs
kunna:
• beräkna statiska elektriska och magnetiska fält ur Coulombs lag och Biot-Savarts lag för
kraftverkan mellan stillastående punktladdningar respektive mellan stillastående
strömslingor,
• härleda ekvationer för tidsoberoende elektromagnetiska fält (det vill säga statiska Maxwells
ekvationer) och använda ekvationerna i form av Gauss och Amperes lagar för att beräkna
elektromagnetiska fält,
• lösa partiella differentialekvationer med randvillkor för att kunna hantera elektrostatiska
fenomen,
• använda programvara för att numeriskt studera elektrostatiska problem som saknar enkla
analytiska lösningar,
• genomföra grundläggande experimentella och numeriska undersökningar i
elektromagnetism och kunna presentera resultaten skriftligt på engelska.
Behörighetskrav
För tillträde till kursen krävs Fysikens matematiska metoder (5MA122, 15 hp) eller motsvarande
samt Klassisk mekanik (5FY040, 7,5 hp) eller Mekanik I med experimentell metodik (5FY113, 7,5
hp) eller motsvarande.
Undervisningens uppläggning
Undervisningen bedrivs i form av lektionsundervisning, räkneövningar samt handledning vid
laborationer. Laborationerna, både experimentella laborationer och datorlaborationer, är
obligatoriska.
Student som missat eller inte kunnat slutföra ett obligatoriskt utbildningsmoment vid kurstillfället
ska beredas möjlighet att slutföra det vid ett senare kurstillfälle. För mer information, se Regler och
riktlinjer för betyg och examination, dnr: 500-4-05.
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). På det skriftliga provet sätts betyget Underkänd (U), Godkänd
(G) eller Väl godkänd (VG).
På hela kursen sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (G) eller Väl godkänd (VG). För att
bli godkänd på hela kursen krävs att samtliga prov och obligatoriska moment är godkända. Betyget
utgör en sammanfattande bedömning av resultaten vid examinationens olika delar och sätts först
när alla obligatoriska moment är godkända. Principerna för den sammanfattande bedömningen
redovisas vid kursens start. 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 och riktlinjer för betyg och examination, dnr: 500-4-05.
Tillgodoräknande
Tillgodoräknande prövas individuellt.
Kurslitteratur
David J. Griffiths
Introduction to Electrodynamics
Prentice Hall
ISBN: 0-13-919960-8
Laborationsinstruktioner.
Föreskrifter vid övergångar
Kursen ersätter den tidigare kursen Elektromagnetism B 7,5 hp (5FY015) och kan inte tas med i
examen tillsammans med denna.
Övriga föreskrifter
-
Motiv
1. Beskriv varför kursen inrättas
Kursen ersätter den tidigare kursen Elektromagnetism B 7,5 hp (5FY015). Substitutionen är en
konsekvens av den omställning grundutbildningen i fysik tvingades genomgå 2012 på grund av
medelsbrist. För att kunna erbjuda en kurs på grundnivå i elektromagnetism för studenter
framförallt inom kandidatprogrammet i fysik och tillämpad matematik och inom lärarprogrammet
måste vi öka samläsningen ytterligare mellan olika utbildningsprogram. Den aktuella kursen
kommer att samläsas med den etablerade kursen Elektromagnetismens grunder 6 hp (5FY127)
inom civilingenjörsutbildningen i teknisk fysik.
2. Ange om kursen ersätter en annan kurs
Kursen ersätter den tidigare kursen Elektromagnetism B 7,5 hp (5FY015).
3. Relatera kursen till närliggande kurser inom eller utom fakulteten
Kursen kräver en inledande kurs i klassisk mekanik samt berörda utbildningars matematiska grund.
För att täcka upp ett eventuellt behov av förstärkta förkunskaper kan, på studenters efterfrågan,
extra information om vektoranalys tillhandahållas. Kursen ingår i fysikprofilen inom
kandidatprogrammet i fysik och tillämpad matematik men den kan även läsas av studenter inom
lärarprogrammet. Kursen är förkunskapskrav till efterföljande kurser i elektrodynamik.
4. Beskriv lärarkompetensens bredd och djup i relation till den föreslagna kursen och vilka
eventuella behov av nyanställningar som föreligger. För yrkesutbildningar ska lärarnas
professionskompetens beaktas
Kursen bemannas med samma personal som på den etablerade kursen Elektromagnetismens
grunder 6 hp. De senaste åren har kursansvaret tagits av professor Vitaly Bychkov. Bemanningen
av kursen kommer inte att kräva någon nyanställning, befintlig kompetens bedöms vara
ändamålsenlig och mycket god.
5. Beskriv hur man säkerställer att studenterna når de lärandemål (FSR) som finns
upprättade
Kunskapsredovisningen sker sker normalt i form av ett skriftligt prov vid kursens slut och genom
rapportering av laborationer. De examinerande uppgifterna utformas med utgångspunkt i kursens
förväntade studieresultat.
6. Ange om inrättandet av den nya kursen kommer att medföra att annan kurs avvecklas
Kursen ersätter den tidigare kursen Elektromagnetism B 7,5 hp (5FY015). Inga kurstillfällen för
5FY015 kommer att skapas fr.o.m. 2014.
7. Beskriv om utbildningen får konsekvenser för andra institutioner/fakulteter
I och med att kursen ersätter tidigare liknande kurser bedömer vi att den nya kursen inte kommer
att medföra några speciella konsekvenser för andra institutioner/fakulteter.
