Elektrodynamika klasyczna (z elementami klasycznej teorii pola)

Program wykładu

  1. Podstawowe równania
    • Układy jednostek i dowolność ich wyboru w elektrodynamice
    • Zasada zachowania ładunku elektrycznego
    • Siła Lorentza
    • Równania Maxwella (dla ładunków w próżni) i ich podstawowe właściwości
    • Opis potencjalny pola elektromagnetycznego
    • Zasada zachowania energii dla pola elektromagnetycznego
    • Równania Maxwella dla pól makroskopowych
    • Równania materiałowe
    • Warunki graniczne na granicach ośrodków
  2. Elektrostatyka i magnetostatyka
    • Podstawowe równania elektrostatyki
    • Zagadnienia Dirichleta i Neumanna i ich jednoznaczność
    • Konstrukcja rozwiązania zagadnienia Dirichleta przy użyciu funkcji Greena (uogólniony wzór Coulomba)
    • Konstrukcja rozwiązania zagadnienia Neumanna przy użyciu funkcji Greena
    • Metody znajdowania funkcji Greena
    • Rozwinięcie multipolowe w elektrostatyce
    • Energia, siła i moment siły dla pola elektrostatycznego
    • Przepływ prądów stałych, analogia do elektrostatyki dielektryków
    • Podstawowe równania magnetostatyki
    • Wzór Biota-Savarta i rozwinięcie multipolowe w magnetostatyce
    • Pole magnetyczne w obszarze bez prądów ­ skalarny potencjał magnetyczny
    • Energia, siła i moment siły dla pola magnetostatycznego
  3. Pole elektromagnetyczne niestacjonarne
    • Równania podstawowe
    • Fale płaskie monochromatyczne w jednorodnym dielektryku przezroczystym
    • Fale w ośrodku przewodzącym
    • Zagadnienie Cauchy'ego-Dirichleta dla równania d'Alemberta i jego jednoznaczność
    • Konstrukcja rozwiązania zagadnienia Cauchy'ego-Dirichleta dla równania d'Alemberta
    • Funkcja Greena dla całej przestrzeni, potencjały opóźnione
    • Pole elektromagnetyczne poruszającego się ładunku punktowego, promieniowanie ładunku
    • Rozpraszanie Thomsona
    • Dyspersja częstościowa w dielektrykach i przewodnikach
    • Rozwinięcie multipolowe dla pól niestacjonarnych
    • Elementy teorii dyfrakcji
    • Ewolucja zadanego pola w czasie
  4. Szczególna teoria względności i elementy klasycznej teorii pola
    • Szczególne przekształcenie Lorentza, skrócenie długości, wydłużenie czasu, prawo składania prędkości
    • Czasoprzestrzeń i czterotensory
    • Elektrodynamika w próżni, niezmienniczość względem przekształceń Lorentza
    • Elektrodynamika w ośrodkach poruszających się
    • Ruch naładowanego punktu materialnego w polu elektromagnetycznym
    • Elementy klasycznej teorii pola w sformułowaniu lagranżowskim: gęstość lagranżjanu, zasada Hamiltona, równania ruchu, twierdzenie Noether
    • Sformułowanie lagranżowskie elektrodynamiki w próżni
    • Zasada zachowania czteropędu pola w elektrodynamice
    • Elementy ogólnej teorii względności

Z. Ajduk