SubjectsSubjects(version: 850)
Course, academic year 2019/2020
   Login via CAS
Electromagnetic Field and Special Theory of Relativity - NTMF034
Title in English: Elektromagnetické pole a speciální teorie relativity
Guaranteed by: Institute of Theoretical Physics (32-UTF)
Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
Actual: from 2007
Semester: summer
E-Credits: 5
Hours per week, examination: summer s.:2/1 Ex [hours/week]
Capacity: unlimited
Min. number of students: unlimited
State of the course: taught
Language: Czech
Teaching methods: full-time
Additional information: http://utf.mff.cuni.cz/vyuka/TMF034
Guarantor: RNDr. Martin Žofka, Ph.D.
Class: M Mgr. MOD
M Mgr. MOD > Povinně volitelné
Classification: Physics > Theoretical and Math. Physics
Annotation -
Last update: T_UTF (23.05.2003)
Introduction to the electromagnetic field theory: experimental motivation, physical field; electrostatics, magnetostatics, electromagnetism (Maxwell equations, Lorentz force, electromagnetic waves; electric circuits). Special theory of relativity: Minkowski spacetime, Lorentz transformation; relativistic particle dynamics; relativistic formulation of the theory of electromagnetic field. For the 2nd and 3rd year, mainly for students of mathematics and informatics. Only secondary-school knowledge of physics is presumed.
Course completion requirements - Czech
Last update: doc. RNDr. Karel Houfek, Ph.D. (11.06.2019)

Písemná a ústní zkouška.

Literature - Czech
Last update: prof. RNDr. Pavel Krtouš, Ph.D. (21.05.2004)

R. P. Feynman, R. B. Leighton a M. Sands: Feynmanovy přednášky z fyziky s řešenými příklady 2, Fragment, Havlíčkův Brod 2001.

L. D. Landau a E. M. Lifšic: Teoričeskaja fizika 2 - Teorija Polja, Nauka, Moskva 1988 (existuje anglický překlad).

L. D. Landau a E. M. Lifšic: Teoričeskaja fizika 8 - Elektrodinamika splošnych sred, Nauka, Moskva 1982 (existuje anglický překlad).

J. D. Jackson: Classical Electrodynamics, John Wiley & Sons, New York 1962 (existuje ruský překlad).

J. Kvasnica: Teorie elektromagnetického pole, Akademia, Praha 1985.

V. Votruba: Základy speciální teorie relativity, Academia, Praha 1969.

E. Taylor a J. A. Wheeler: Spacetime physics, Freeman, San Francisco 1966 (existuje ruský překlad).

Requirements to the exam - Czech
Last update: RNDr. Martin Žofka, Ph.D. (12.10.2017)

Zkouška sestává z písemné a ústní části. Písemná část předchází části ústní a její nesplnění znamená, že celá zkouška je hodnocena známkou nevyhověl(a) a ústní částí se již nepokračuje. Po úspěšném složení písemné části následuje část ústní. Nesložení ústní části znamená, že při příštím termínu je nutno opakovat obě části zkoušky, písemnou i ústní. Známka ze zkoušky se stanoví na základě bodového hodnocení písemné i ústní části.

Požadavky u ústní části zkoušky odpovídají sylabu předmětu v rozsahu, který byl prezentován na přednášce.

Příklady v písemné části budou vybrány z těchto témat:

Laplaceova a Poissonova rovnice pro elektrostatický potenciál. Okrajové podmínky a chování na rozhraní prostředí. Silové působení v elektrostatice.

Magnetostatické pole proudů a permanentních magnetů, Biotův-Savartův zákon. Magnetické pole a vektorový potenciál, elektromagnetická indukce. Lorentzova síla.

Maxwellovy rovnice a jejich řešení představující vlny. Zákony zachování (náboje, energie, hybnosti), přenos výkonu elektromagnetickým polem.

Kinematika ve speciální teorii relativity, transformace mezi souřadnými soustavami.

Syllabus -
Last update: prof. RNDr. Pavel Krtouš, Ph.D. (09.02.2004)
Introduction:
Experimental motivation, electric and magnetic phenomena around, concept of physical field. Vectors and tensors. Differential calculus of scalar and vector fields; grad, div and curl operations. Maxwell equations.
Electrostatics:
Coulomb law, Gauss law, scalar potential. Electric field of various sources. Electric energy. Guides and dielectrics, capacity.
Magnetostatics:
Current and Ohm law, Ampére law, Biot-Savart law, vector potential. Magnetic field of various sources. Magnetic induction.
Electromagnetism:
Electromagnetic induction. Maxwell equations, Lorentz force, wave equation. Propagation of electromagnetic field, light and waves, propagation of field in a medium. Field energy and momentum.
Special theory of relativity:
Minkowski spacetime, Lorentz transformations. Kinematic effects (length contraction, time dilation, Doppler effect, ...). Mass, momentum and energy, conservation laws, scattering experiments, relativistic particle dynamics. Relativistic formulation of the theory of electromagnetic field.
 
Charles University | Information system of Charles University | http://www.cuni.cz/UKEN-329.html