Läsanvisningar, Elektromagnetism II
2010-10-19
Kompendiet (”K”) i potentialteori behandlar väsentligen kapitlen 1-5, 8-9 och 12-16 i
Wangsness (”W”). Huvudsakliga delar av kap 6,7, 17, 19-21 samt övriga delar av kursen tas
upp på föreläsningar.
Teorin kommer att gås igenom tämligen snabbt på föreläsningar. Avsikten är att
föreläsningarna ska ge en övergripande helhetsbild av begrepp och Maxwells teori (där dock
tidsutrymmet inte medger att alla studenter hunnit smälta materialet). På räkneövningar
bereds studenter mer tid för att smälta innehållet och se hur teorin används.
_________________________________________________________________________
Föreläsning 1-5: Potentialteori (kap. 1-3, 6 i K)
Direktväxelverkan respektive växelverkan via fält.
Maxwells ekvationer och Lorentzkraften som ett fullständigt system.
Elektrostatiska och magnetostatiska fält.
Columbintegralen och Biot-Savarts lag.
Helmholtz teorem, divergens- och rotationskällor, skalär potential och vektor potential.
Gauss lag och Amperes lag på integralform. Fält från symmetriska källor.
Superposition av fält och bestämning av fältlinjer.
Föreläsning 6: Ytkällor och hoppvillkor (kap. 3.2 och 6 i K, kap 9 i W)
Nödvändigheten av ytkällor, något om randvärdesproblem och lösningsmetoder
Föreläsning 7: Elektriska strömmar (kap. 4 i K, kap 12 i W)
Elektrisk ström som antalet laddningar som passerar en tvärsnittsarea.
Kontinuitetsekvationen för laddningens bevarande
Fria strömmar; konvektiv (flödande) och konduktiv ström (ledningsström).
Ohms lag för konvektiv ström.
Föreläsning 8-9: Amperes lag och Biot-Savarts lag samt Lorentzkraften (kap. 5 i K)
Något om mikroskopiska strömmar i permanentmagneter, Öhrstedts experiment
Amperes experimentella kraftlag mellan strömslingor, Biot-Savarts lag
Lorentzkraften för en punktladdning, gyrorörelse i konstant magnetfält
Kraft och vridmoment på liten laddningsfördelning, kompassekvationen
Föreläsning 10-11: Elektromagnetisk induktion (kap. 8 i K, kap. 17 i W)
Faradays experimentella induktionslag, induktion i rörliga och stillastående slingor
Maxwells differentiella form av induktionslagen (Faradays lag)
Förläsning 12-13: Multipolutveckling av statiska fält (kap. 7 i K, kap 8, 19 i W)
Multipolutvecklingen på stort avstånd från en källfördelning
Ideala elektrisk och magnetiska dipoler och fälten från dessa
Kraft- och vridmoment på ideala elektriska och magnetiska dipoler, kompassekvationen
Mikroskopiska laddningsförskjutningar och mikroskopiska magnetiserande strömmar som
elektriskt respektive magnetiskt dipolmoment per volymsenhet. Bidrag av dessa till fälten E
och B och de elektromagnetiska potentialerna.
Bundna laddningar och magnetiseringsström. Fälten D och H.
Föreläsning 14-15: Maxwells ekvationer (kap 21-24 i W)
Förskjutningsströmmen i Amperes lag och laddningskonservering.
Två ekvivalenta former av Maxwells ekvationer.
Poyntings teorem. Energiekvation för elektrisk krets.
Vågekvationer för fälten E och B i vakuum, planvågsuppdelning.
Vågekvationer med källor för de elektromagnetiska potentialerna. Retarderade potentialer,
tidsfördröjning (retarderad tid) för hur fälten från källor når fältpunkten.
Föreläsning 16-17: Elektromagnetisk strålning; alstring och superposition (kap. 28 i W)
Multipolutveckling av strålningsfältet. Elektrisk dipolstrålning. Superposition av elektrisk
dipolstrålning, inklusive klassisk modell av väteatomen som ”dipolstrålare”.
Något om halvvågsantenner och superposition med faststyrda antenner.
Elektromagnetism II, schemaplanering
Föreläsningar:
Lektioner:
18 st, dubbeltimmar Obs !! Många föreläsningar tidigt !
14 st, dubbeltimmar (få räkneövningar första veckan)
Laborationer: 2 st halvdagslaborationer för varje student, max 12 studenter per gång
(läggs efter 12 föreläsningar, 8 lektioner)
Tenta 10/12 , 2009
mvh
Olov
__________
Studiebesök: 2 timmar 15-17, 9e nov 2009.
Redovisning av inlämningsuppgifter: 1a Dec, 3e Dec 2009
Laborationer: Grupper om ca 4 st vardera. Under en dubbeltimma kan 8 grupper tas emot.
2 st labbhalvdagar inkluderande gruppredovisning behövs
För att gardera sig mot tidsöverdrag bör labbar schemaläggas mellan kl 13.15-17.00
