Klasická elektrodynamika

Sylabus

- Maxwellovy rovnice (v diferenciálním a integrálním tvaru), materiálové vztahy a okrajové podmínky.

- Elektrostatika - Coulombův zákon, Gaussův zákon, elektrická intenzita, elektrostatický potenciál, elektrický dipól.

- Elektrický proud - rovnice kontinuity (zákon zachování elektrického náboje), souvislosti s rovnicí kontinuity v dalších fyzikálních oborech.

- Ampèrův zákon, magnetická indukce, vektorový potenciál, magnetický dipól (jako proudová smyčka).

- Lorentzův vztah, pohyb částice s nábojem v homogenním elektrickém poli, v homogenním magnetickém poli a v poli se vzájemně kolmou elektrickou intenzitou a magnetickou indukcí.

- Faradayův zákon elektromagnetické indukce - magnetický indukční tok, indukované napětí.

- Elektromagnetické potenciály - vektorový a skalární potenciál.

- Zákon zachování energie v elektromagnetickém poli - Poyntingův vektor.

- Zákon zachování hybnosti v elektromagnetickém poli.

- Elektromagnetické vlny - vlnová rovnice ve vakuu, rovinná harmonická monochromatická vlna, fázová rychlost, generování elektromagnetických vln, vlny v dielektriku (grupová rychlost) a vodiči (telegrafní rovnice), odraz, lom, polarizace odrazem; souvislosti s optikou.

- Kvazistacionární pole ve vodiči (skinefekt) a mimo vodič.

- Přehled a diskuze zvláštních případů elektromagnetického pole - statické, stacionární, kvazistacionární a nestacionární.

- Meze klasické elektrodynamiky.

Anotace

Předmět Klasická elektrodynamika završuje vzdělávání budoucích učitelů fyziky v bakalářském studiu v oblasti klasické elektřiny a magnetismu. Postupujeme v něm deduktivně z Maxwellových rovnic.

Součástí výuky je diskuze miskoncepcí z oblasti elektromagnetismu a středoškolské aproximace vysokoškolských poznatků z této oblasti.