Классическая электродинамика

Язык
Русский
Трудоемкость
3 з.е.
Форма контроля

Экзамен

Образовательная программа

Классическая  электродинамика  является  одним  из  важнейших разделов  современной  физики, в  котором  изучаются  свойства  электромагнитного  поля  и его взаимодействия с  различными  веществами. Курс является начальной  теоретической  базой  для  различных  задач  радиофизики  и  оптики  и  включает в  себя  несколько  разделов:

1) Уравнения Максвелла – базовые уравнения электродинамики;
2) Граничные  задачи электродинамики;
3) Канализация  электромагнитного  поля (волноводы, резонаторы, антенны  в  радиофизике  и  оптике;
4) Классическая теория  излучения (электромагнитные поля электрического и  магнитного  диполей в  ближней и  дальней  зонах; источник  Гюйгенса).

В материалах  разделов рассматриваются примеры практических  задач: просветляющие  и отражающие покрытия, среды с  предельной  анизотропией, открытые  резонаторы  лазеров оптические  антенны.

Содержание курса
План курса
Структура курса
1-ый раздел – Уравнения Максвелла
1. Уравнения Максвелла (интегральная и дифференциальная формы) в вакууме и в среде лекция
2. Волновые уравнения для векторов поля и электромагнитных потенциалов лекция
3. Волновое уравнение для векторов Герца (электрического и магнитного) лекция
4. Комплексная форма уравнений электродинамики лекция
5. Методы решения (точные и приближённые) уравнений электродинамики практика
6. Плоские электромагнитные волны лекция
7. Поляризация и когерентность электромагнитных волн лекция
8. Энергетические соотношения в электродинамике. Теорема Умова-Пойнтинга лекция
9. Распространение электромагнитных волн в различных средах лекция
10. Резонансное и нерезонансное поглощения. Рассеяние. Анизотропные среды семинар
2-ой раздел — Граничные задачи электродинамики
1. Постановка задачи. Граничные условия для векторов поля лекция
2. Формулы Френеля в радиофизике и в оптике лекция
3. Многослойные («просветляющие» и отражающие) покрытия лекция
4. Ромб Френеля. Стопа Столетова. Задача «просветления» практика
5. Полное внутреннее отражение. Эванесцентные поля лекция
6. Нарушенное полное внутреннее отражение. Каналирование ближнего поля лекция
7. Каналирование ближнего поля в радиофизике и в оптике семинар
3-ий раздел — Канализация электромагнитного поля
1. Прямоугольный и цилиндрический волноводы лекция
2. Диэлектрическая пластина—волновод медленных волн лекция
3. Объёмные резонаторы в радиофизике лекция
4. Открытые (оптические) резонаторы (ОР) лекция
5. Добротность, основные моды и диаграмма устойчивости ОР семинар
4-ый раздел — Классическая теория излучения
1. Элементарный электрический вибратор (вибратор Герца) лекция
2. Элементарный магнитный вибратор лекция
3. Ближнее, промежуточное поле и поле в дальней зоне электрического и магнитного элементарных вибраторов лекция
4. Источник Гюйгенса лекция
5. Антенны. Оптические антенны семинар

 

Plan of a course
Структура курса
1st Section – Maxwell Equations
1. Maxwell's equations (integral and differential forms) in vacuum and in environment lecture
2. Wave equations for field vectors and electromagnetic potentials lecture
3. Wave equation for Hertz vectors (electric and magnetic) lecture
4. The complex form of the equations of electrodynamics lecture
5. Methods for solving (exact and approximate) equations of electrodynamics practice
6. Flat electromagnetic waves lecture
7.Polarization and coherence of electromagnetic waves lecture
8. Energetic relations in electrodynamics. Umov-Poynting theorem lecture
9. Distribution of electromagnetic waves in various environments lecture
10. Resonance and nonresonance absorption. Scattering. Anisotropic media seminar
2nd Section — Boundary Problems of Electrodynamics
1. Formulation of the problem. Boundary conditions for field vectors lecture
2. Fresnel formulas in radio physics and optics lecture
3. Multi-layer (“antireflection” and reflective) coatings lecture
4. Fresnel’s diamond. Stoletov’s foot. The problem of "enlightenment" practice
5. Total internal reflection. Evanescent Fields lecture
6. Disrupted total internal reflection. Near-field channeling lecture
7. Near-field channeling in radiophysics and optics seminar
3d Section — Electromagnetic channelling
1. Rectangular and cylindrical waveguides lecture
2. A dielectric plate — a waveguide for slow waves lecture
3. Volume resonators in radiophysics lecture
4. Open (optical) resonators (OR) lecture
5. Good quality, basic modes and OR stability diagram seminar
4th Section — The Classic Theory of Radiation
1. Elementary electric vibrator (Hertz's vibrator) lecture
2. An elementary magnetic vibrator lecture
3. Closer, intermediate field and field in the far zone of the electric and magnetic elementary vibrators lecture
4. Huygens source lecture
5. Antennas. Optical antennas seminar
Политика оценивания

Как оценивается успеваемость по курсу:

Максимальное количество баллов за курс ----------------------------------100

Максимальное количество баллов за решение задач--------------------20

Максимальное количество баллов за выступление на семинаре-----15

Максимальное количество баллов за практическую работу------------15

Максимальное количество баллов за финальный устный экзамен---50

 

Grading policy:

Highest final grade for the course-------------------------------------------------100

Highest final grade for the problem solving-------------------------------------20

Highest final grade for the talk at the seminar ---------------------------------15

Highest final grade for the practicum --------------------------------------------15

Highest final grade for the final oral exam---------------------------------------5

Updated: 01.04.2024 - 15:53