| Закреплена за кафедрой | Кафедра радиофизики и теоретической физики |
|---|---|
| Направление подготовки | 03.03.02. Физика |
| Профиль | Медицинская физика; Современные функциональные материалы |
| Форма обучения | Очная |
| Общая трудоемкость | 3 ЗЕТ |
| Учебный план | 03_03_02_Физика_Профили-2023 |
|
|
||||||||||||||||
Распределение часов по семестрам
| Курс (семестр) | 3 (5) | Итого | ||
|---|---|---|---|---|
| Недель | 16 | |||
| Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД |
| Лекции | 18 | 18 | 18 | 18 |
| Практические | 24 | 24 | 24 | 24 |
| Сам. работа | 16 | 21 | 16 | 21 |
| Консультации | 23 | 18 | 23 | 18 |
| Часы на контроль | 27 | 27 | 27 | 27 |
| Итого | 108 | 108 | 108 | 108 |
| 1.1. | Приобретение студентами знаний, умений и навыков в соответствии с ФГОС ВО и учебному плану. Формирование у студентов теоретических знаний и практических навыков по главным положениям классической теории электромагнитного поля в вакууме и веществе в соответствии с содержанием дисциплины. |
|---|
| Цикл (раздел) ООП: Б1.О.04 |
| ОПК-1 | Способен применять базовые знания в области физико-математических и (или) естественных наук в сфере своей профессиональной деятельности; |
| ОПК-1.1 | Знает основные физические и математические законы и методы накопления, передачи и обработки информации; |
| ОПК-1.2 | Умеет использовать в профессиональной деятельности и применяет физикоматематические и естественнонаучные знания, физические законы и математически методы дляьрешения задач теоретического и прикладного характера |
| ОПК-1.3 | Умеет анализировать и обобщать профессиональную информацию на теоретикометодологическом уровне |
| ОПК-1.4 | Умеет решать стандартные профессиональные задачи с применением естественнонаучных знаний, физических законов, математических методов и методов моделирования. |
| ОПК-1.5 | Владеет навыками теоретического и экспериментального исследования объектов профессиональной деятельности |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | основные понятия, законы, модели и задачи электродинамики; методы электродинамических исследований. |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | пользоваться основными понятиями, законами и моделями электродинамики; решать основные задачи электродинамики. |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | по использованию основных законов и методов решения задач электродинамики. |
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Уравнения Максвелла и законы сохранения | ||||||
| 1.1. | Ведение. Плотности электрического заряда и тока. Сила Лоренца и напряжённости электромагнитного поля. Скалярные уравнения Максвелла. Векторные уравнения Максвелла. Принцип суперпозиции. Граничные условия. | Лекции | 5 | 2 | Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л3.1, Л2.2, Л2.6, Л1.3 | |
| 1.2. | Закон сохранения и уравнение непрерывности для электрического заряда. Законы сохранения и уравнения непрерывности для энергии и импульса электромагнитного поля. | Лекции | 5 | 2 | Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л3.1, Л2.2 | |
| 1.3. | Математический аппарат. Уравнения Максвелла. Законы сохранения. | Практические | 5 | 2 | Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л3.1 | |
| 1.4. | Математический аппарат. Уравнения Максвелла. Законы сохранения. | Сам. работа | 5 | 2 | Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л3.1, Л2.2 | |
| Раздел 2. Электромагнитные потенциалы | ||||||
| 2.1. | Связь с напряжённостями поля и калибровка потенциалов. Уравнения Пуассона и Даламбера. Запаздывающие потенциалы. Потециалы Лиенара-Вихерта. Напряжённости поля точечного заряда. | Лекции | 5 | 1 | Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л3.1, Л2.2 | |
| 2.2. | Электромагнитные потенциалы. Поле точечного заряда. | Практические | 5 | 2 | Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л3.1, Л2.2 | |
| 2.3. | Электромагнитные потенциалы. Поле точечного заряда. | Сам. работа | 5 | 2 | Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л3.1, Л2.2 | |
| Раздел 3. Стационарные поля | ||||||
| 3.1. | Уравнения Максвелла для стационарных полей. Уравнения Пуассона. Закон Кулона. Законы Био-Савара и Ампера. | Лекции | 5 | 1 | Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л3.1, Л2.2 | |
| 3.2. | Разложение стационарных полей по мультиполям. Электрические и магнитные моменты. Собственная энергия и энергия взаимодействия. | Лекции | 5 | 1 | Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л2.2 | |
| 3.3. | Уравнения для стационарных полей. Разложение по мультиполям. Энергия. | Практические | 5 | 2 | Л2.1, Л1.1, Л1.2 | |
| 3.4. | Уравнения для стационарных полей. Разложение по мультиполям. Энергия. | Сам. работа | 5 | 2 | Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л3.1, Л2.2 | |
| Раздел 4. Излучение и рассеяние электромагнитных волн | ||||||
| 4.1. | Волновые уравнения. Плоские и сферические волны. Монохроматические волны. Электрическое дипольное излучение. Реакция излучения. Излучение гармонического осциллятора. | Лекции | 5 | 1 | Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л2.2 | |
| 4.2. | Общий случай излучения. Рассеяние волн. Сечение рассеяния. Рассеяние волн гармоническим осциллятором и их системой. | Лекции | 5 | 1 | Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л2.2 | |
| 4.3. | Электромагнитные волны. Излучение волн. Рассеяние. | Практические | 5 | 2 | Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л2.2 | |
| 4.4. | Электромагнитные волны. Излучение волн. Рассеяние. | Сам. работа | 5 | 2 | Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л2.2 | |
| Раздел 5. Специальная теория относительности | ||||||
| 5.1. | Принцип относительности Эйнштейна. Преобразования Лоренца и их следствия. Четырёхмерный мир: события, мировые линии и интервалы. Четырёхмерные тензоры и дифференциальные операции. | Лекции | 5 | 1 | Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л2.2 | |
| 5.2. | Ковариантная форма основных уравнений электродинамики. Преобразования напряженностей поля. Инварианты поля. Принцип наименьшего действия в электродинамике. | Лекции | 5 | 1 | Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л2.2 | |
| 5.3. | Преобразования Лоренца.Четырёхмерный мир. Ковариантная форма уравнений электродинамики. Релятивистская динамика и электродинамика. | Практические | 5 | 4 | Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л2.2 | |
| 5.4. | Ковариантная форма уравнений электродинамики. Релятивистская динамика и электродинамика. | Сам. работа | 5 | 5 | Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л2.2 | |
| Раздел 6. Уравнения Максвелла и материальные соотношения в веществе | ||||||
| 6.1. | Осреднение микроскопических уравнений Максвелла. Проблема материальных уравнений. Поляризация и намагничение вещества. Обобщённый вектор электрической индукции. | Лекции | 5 | 1 | Л1.1, Л1.2, Л2.3, Л2.4, Л2.5 | |
| 6.2. | Среды без дисперсии. Простейшие материальные уравнения. Закон сохранения энергии. Среды с дисперсией. Тензор комплексной диэлектрической проницаемости. Формулы Крамерса-Кронига. | Лекции | 5 | 2 | Л1.1, Л1.2, Л2.3, Л2.4, Л2.5 | |
| 6.3. | Математический аппарат. Поляризация и намагничение вещества. Среды без дисперсии и с дисперсией. | Практические | 5 | 2 | Л1.1, Л1.2, Л2.3, Л2.4, Л2.5 | |
| 6.4. | Математический аппарат. Поляризация и намагничение вещества. Среды без дисперсии и с дисперсией. | Сам. работа | 5 | 4 | Л1.1, Л1.2, Л2.3, Л2.4, Л2.5 | |
| Раздел 7. Стационарные и квазистационарные поля и электрические токи в средах | ||||||
| 7.1. | Уравнения Максвелла и граничные условия для стационарных полей. Методы решения задач электростатики. Энергия заряженных проводников. Ёмкостные коэффициенты. | Лекции | 5 | 1 | Л1.1, Л1.2, Л2.3, Л2.4, Л2.5 | |
| 7.2. | Силы, действующие на проводники и диэлектрики. Закон Ома. Магнитное поле и энергия постоянных токов. Индуктивные коэффициенты. | Лекции | 5 | 1 | Л1.1, Л1.2, Л2.3, Л2.4, Л2.5 | |
| 7.3. | Уравнения для квазистационарного поля. Скин-эффект. Квазистационарный ток в линейных проводниках. | Лекции | 5 | 1 | Л1.1, Л1.2, Л2.3, Л2.4, Л2.5 | |
| 7.4. | Решение задач электростатики. Энергия и силы в электростатике. Постоянный ток и постоянное магнитное поле. Скин-эффект. Квазистационарный ток. | Практические | 5 | 4 | Л1.1, Л1.2, Л2.3, Л2.4, Л2.5 | |
| 7.5. | Решение задач электростатики. Энергия и силы в электростатике. Постоянный ток и постоянное магнитное поле. Скин-эффект. Квазистационарный ток. Сверхпроводимость. Ферромагнетизм. Флуктуационно-диссипативная теорема. | Сам. работа | 5 | 2 | Л1.1, Л1.2, Л2.3, Л2.4, Л2.5 | |
| Раздел 8. Электромагнитные волны в средах | ||||||
| 8.1. | Плоские электромагнитные волны в однородных средах. Излучение электромагнитных волн локализованным источником. Отражение и преломление волн. Волноводы. | Лекции | 5 | 1 | Л1.1, Л1.2, Л2.3, Л2.4, Л2.5 | |
| 8.2. | Плоские электромагнитные волны в однородных средах. Излучение электромагнитных волн локализованным источником. Отражение и преломление волн. Волноводы. | Практические | 5 | 6 | Л1.1, Л1.2, Л2.3, Л2.4, Л2.5 | |
| 8.3. | Плоские электромагнитные волны в однородных средах. Излучение электромагнитных волн локализованным источником. Отражение и преломление волн. Волноводы. Излучение Вавилова-Черенкова. Магнитная гидродинамика и физика плазмы. | Сам. работа | 5 | 2 | Л1.1, Л1.2, Л2.3, Л2.4, Л2.5 | |
| 8.4. | Консультации повсем разделам курса | Консультации | 5 | 18 | ||
| 8.5. | Срез знаний по всем разделам курса | Экзамен | 5 | 27 | ||
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| Уравнения Максвелла и законы сохранения. Электромагнитные потенциалы. Стационарные электрические и магнитные поля. Излучение и рассеяние электромагнитных волн. Специальная теория относительности. Уравнения Максвелла и материальные соотношения в веществе. Стационарные и квазистационарные поля и электрические токи в средах. Электромагнитные волны в средах. |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| См. приложение. |
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | В. В. Батыгин, И. Н. Топтыгин | Сборник задач по электродинамике и специальной теории относительности: учеб. пособие | СПб.: Лань, 2010//ЭБ | e.lanbook.com |
| Л1.2 | М. М. Бредов, В. В. Румянцев, И. Н. Топтыгин | Классическая электродинамика: учеб. пособие | СПб.: Лань, 2003//ЭБ | e.lanbook.com |
| Л1.3 | Ю.Г. Пейсахович | Классическая электродинамика: учеб. пособие | Новосибирск: НГТУ, 2013//ЭБ | biblioclub.ru |
| 6.1.2. Дополнительная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л2.1 | А. И. Алексеев | Сборник задач по классической электродинамике: учеб. пособие | СПб.: Лань, 2008 | |
| Л2.2 | В. В. Батыгин, И. Н. Топтыгин | Современная электродинамика: учеб. пособие | М.; Ижевск: Ин-т компьютер. исслед., 2003 | |
| Л2.3 | В. В. Никольский, Т. И. Никольская | Электродинамика и распространение радиоволн : учеб. пособие | М. : Наука, 1989//ЭБ | www.lib.asu.ru |
| Л2.4 | И. Н. Топтыгин | Современная электродинамика: учеб. пособие | М.; Ижевск: Ин-т компьютер. исслед., 2005 | |
| Л2.5 | А. А. Власов | Макроскопическая электродинамика: учеб. пособие | М.: Физматлит, 2005 | e.lanbook.com |
| Л2.6 | И.В. Савельев | Основы теоретической физики (в 2 тт.). Том 1. Механика. Электродинамика: учеб. | СПб.: Лань, 2016//ЭБ | e.lanbook.com |
| 6.1.3. Дополнительные источники | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л3.1 | А. А. Чернов | Микроскопическая электродинамика. Часть 1: сборник тестовых заданий | Барнаул: Азбука, 2012 | |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | Электронно-библиотечная система издательства «Лань» | e.lanbook.com | ||
| Э2 | Электронно-библиотечная система «Университетская библиотека онлайн» | biblioclub.ru | ||
| Э3 | Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета | elibrary.asu.ru | ||
| Э4 | Электродинамика (на сервере кафедры РиТФ АлтГУ) | https://theory.asu.ru/~chernov/электродинамика/ | ||
| Э5 | Запрягаев С. А. Электродинамика: курс лекций [Интернет-ресурс] / С. А. Запрягаев. – Воронеж: ВГУ НОЦ «ВПННС», 2003. – Режим доступа: http://www.rec.vsu.ru/rus/ecourse/eldin/ – Загл. с экрана. | www.rec.vsu.ru | ||
| Э6 | Классическая электродинамика: раздел электронной библиотеки [Интернет-ресурс] / Образовательный проект А. Н. Варгина. – 2009. – Режим доступа: http://www.ph4s.ru/book_ph_elektromagn.html. – Загл. с экрана. | www.ph4s.ru | ||
| Э7 | Яковлев В. И. Классическая электродинамика: учебное пособие. Ч.1 [Электронный ресурс] / В. И. Яковлев. – Новосибирск: НГУ ИТПМ, 2003. – 267 с. – Режим доступа: http://www.phys.nsu.ru/cherk/Eldin/KISHEAD.pdf. | www.phys.nsu.ru | ||
| Э8 | Яковлев В. И. Классическая электродинамика: учебное пособие. Ч.2 [Электронный ресурс] / В. И. Яковлев. – Новосибирск: НГУ ИТПМ, 2009. – 302 с. – Режим доступа: http://www.phys.nsu.ru/cherk/Eldin/Yakovlev2.pdf. | www.phys.nsu.ru | ||
| Э9 | Электронный курс "Электродинамика" | portal.edu.asu.ru | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| Операционная система Windows или Linux Пакет офисных приложений Microsoft Office 7-Zip AcrobatReader | ||||
| 6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
| Аудитория | Назначение | Оборудование |
|---|---|---|
| Учебная аудитория | для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик | Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска) |
| Помещение для самостоятельной работы | помещение для самостоятельной работы обучающихся | Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ |
| см. ФОС в приложении |