Elektromagnetno polje

Vpis v letnik.

Opravljen izpit iz vaj kot pogoj za pristop k ustnemu izpitu.

Elektrostatika: Coulombov zakon. Električni naboji in njihove porazdelitve. Električno polje,

silnice in Gaussov izrek. Električni potencial. Poissonova enačba in Greenova funkcija.

Diracova delta funkcija. Elektrostatska energija

in multipolni razvoj.

Magnetostatika: Amperov zakon. Električni tok in njegova gostota. Magnetno polje in silnice. Magnetni potencial. Biot-Savartov zakon.

Magnetostatska energija in multipolni razvoj. Faradayeva indukcija in kvazistatična polja.

Maxwellove enačbe: Maxwellove enačbe. Ohranjevalni zakoni za elektromagnetno polje.

Gostota energije in Poyntingov vektor.

Elektromagnetno polje v snovi: Frekvenčno odvisna dielektrična funkcija in modeli

dielektrične relaksacije.

Elektromagnetni potenciali in sevanje: Elektromagnetni potenciali. Hertzova teorija EM sevanja. Električno dipolno sevanje.

Posebna teorija relativnosti: Lorentzove transformacije. Invariantnost Maxwellovih

enačb na Lorentzove transformacije. Prostor Minkowskega. Tenzor elektromagnetnega

polja in kovarianten zapis Maxwellovih enačb.

H. J.W. Muller-Kirsten, Electrodynamics - an introduction including quantum effects. World Scientific, 2004.
C. A. Brau, Modern problems in classical electrodynamics. Oxford University Press, 2004.
L.D. Landau , E.M. Lifshitz, Classical theory of fileds. 4th ed., Butterworth-Heinemann, 1980.
E.M. Lifshitz, L.D. Landau, L P Pitaevskii, Electrodynamics of Continuous Media. 2nd ed., Butterworth-Heinemann, 1984.
R. Podgornik in A. Vilfan; Elektromagnetno polje, DMFA založništvo, Ljubljana (2012).

Cilji: Seznanitev z Maxwellovimi enačbami elektromagnetnega polja in njihovimi posledicami ter s kovariantno formulacijo elektrodinamike.

Kompetence:

Teoretično razumevanje. Sposobnost modeliranja in reševanja fizikalnih problemov.

Globlje poznavanje teorije elektromagnetnega polja. Sposobnost iskanja po strokovni

literaturi.

Znanje in razumevanje:

Poznavanje Maxwellovih enačb in njihovih osnovnih posledic, njihovih simetrij in kovariantne formulacije elektrodinamike. Poznavanje kovariantnega zapisa.

Uporaba

Uporaba vektorske in tenzorske analize ter teorije parcialnih diferencialnih enačb v

klasični teoriji polja.

Refleksija

Redukcija različnih fenomenov elektromagnetizma na posledice Maxwellovih enačb.

Prenosljive spretnosti - niso vezane le na en predmet

Uporaba vektorske in tenzorske analize v fiziki. Analiza osnovnih enačb klasične teorije polja in njihovih posledic.

Predavanje, vaje, domače naloge in konzultacije.

2 kolokvija iz vaj ali pisni izpit
2 testa iz teorije ali ustni izpit.
Ocene: 5 (negativno), 6-10 (pozitivno) (po Statutu UL).

S. M. Hasheimi, U. Jagodic, M. R. Mozaffari, M. R. Ejtehadi, I. Musevic, and M. Ravnik, Fractal nematic colloids, Nature Commun. 8, 12106-1-14026-9 (2017)

J. Aplinc, M. Stimulak, S. Copar and M. Ravnik, Nematic liquid crystal gyroids as photonic crystals, Liq. Cryst. 43, 2320 (2016)

M. Nikkhou, M. Škarabot, S. Čopar, M. Ravnik, S. Žumer and I. Muševič, Light-controlled topological charge in a nematic liquid crystal, Nature Phys. 11, 183 (2015)

L. Giomi, Z. Kos, M. Ravnik, and A. Sengupta, Cross-talk between topological defects in different fields revealed by nematic microfluidics, Proc. Natl. Acad. Sci. 114, E5771-E5777 (2017)

A. Martinez, M. Ravnik, B. Lucero, R. Visvanathan, S. Žumer, and I.I. Smalyukh Mutually tangled colloidal knots and induced defect loops in nematic fields, Nature Mater. 13, 258 (2014)