300 likes | 538 Views
Instytut Fizyki. Zakład Optyki Atomowej. Uniwersytet Jagielloński. ELEKTRYCZNOŚĆ MAGNETYZM OPTYKA. Jacek Bieroń. jesień/zima 2011/2012. EMO1. Who is Who Personel: J Bieroń, ZOA, p.348, tel. 663 5781 Katarzyna Targońska, p. 313 Marcin Piotrowski, Daniel Rudnicki demonstratorzy
E N D
Instytut Fizyki Zakład Optyki Atomowej Uniwersytet Jagielloński ELEKTRYCZNOŚĆ MAGNETYZM OPTYKA Jacek Bieroń jesień/zima 2011/2012
Who is Who Personel: J Bieroń, ZOA, p.348, tel. 663 5781 Katarzyna Targońska, p. 313 Marcin Piotrowski, Daniel Rudnicki demonstratorzy Email: emo2011@lazy.if.uj.edu.pl www.if.uj.edu.pl/pl/edukacja konspekt, podręczniki, wykłady, zadania, … ćwiczenia rachunkowe zasady zaliczenia zasady egzaminu + opcja=email administrativia : 8.15 z przerwą 15 min czy 8.30 bez przerwy ?
luźne uwagi email = softlink, filtr spamu, … założenia matematyka i fizyka z liceum algebra 1r (rachunek wektorowy) analiza 1r różniczkowanie całkowanie analiza wektorowa równania różniczkowe ankieta które kierunki, specjalizacje kim będę gdy skończę studia?
po co komu EMO? „¼” fizyki -> STW -> QM -> QED -> wszystkie makroskopowe oddziaływania (bez grawitacji) -> wszystkie wrażenia zmysłowe -> chemia, biologia, biotechnologia -> technologia, zastosowania
po co komu wykład ? retention of knowledge ------------------------------- 5% lecture 10% reading 15% audio-visual 30% demo 50% discussion 75% practice 90% teaching others wykład obrazkowy (tempo) pokazowy (demo) doświadczalny (!) interaktywny (?) demo: kusza-rurki
po co komu ćwiczenia ? we teach physics = students learn equation manipulation concept vs calculation (different issues) grading@ MIT ------------------------------- 20% Final exam 30% Midterm exams (3) 20% Weekly quizzes (12) 10% Daily quizzes 10% Homework 10% Laboratory ćwiczenia (JB) Monday tests daily activities egzamin pisemny ustny ocena z ćwiczeń korelacje 5h/week = 90%
EMO minimum MENiS Elektrostatyka. Prądy stałe. Magnetostatyka. Prądy zmienne, efekty indukcyjne. Pole elektromagnetyczne zmienne w czasie. Prawa Maxwella. Pole elektryczne i magnetyczne w materii. Drgania obwodów elektrycznych i fale elektromagnetyczne. Podstawy optyki falowej, własności optyczne materiałów, dwójomność, optyka kryształów. Optyka geometryczna jako granica optyki falowej. Podstawowe przyrządy optyczne. Interferometria, fotometria i spektrometria.
Ładunek elektryczny i pole elektryczne kwantowanie ładunku, gęstość ładunku natężenie pola strumień pola zasada superpozycji oddziaływania zasady zachowania Prawo Coulomba Prawo Gaussa Potencjał elektryczny energia potencjalna układu ładunków Pojemność, kondensatory Dielektryki polaryzacja dielektryka indukcja elektrostatyczna energia pola elektrycznego
Prąd elektryczny gęstość prądu natężenie prądu Prawa Kirchhoffa Opór elektryczny mechanizm przepływu prądu w metalach prawo Ohma pomiary nateżeń, napięć, oporności Obwody prądu elektrycznego źródła siła elektro-motoryczna przemiany energii moc prądu
Pole magnetyczne Ruch ładunku w polu magnetycznym doświadczenie Oersteda siła Lorentza doświadczenie J.J. Thomsona efekt Halla Indukcja elektro-magnetyczna prawo Ampere’a prawo Biota-Savarta prawo Faraday’a reguła Lenza indukcyjność, cewka, samoindukcja, indukcja wzajemna energia pola magnetycznego
Prąd zmienny prądy zmienne moc prądu zmiennego obwody RL RC RLC impedancja przesunięcie fazowe napięcia i natężenia drgania w obwodach RLC rezonans elektryczny
równania Maxwella prąd przesunięcia równania Maxwella fala elektromagnetyczna
Elektryczne i magnetyczne właściwości materii Przewodność elektryczna ciał metale, ciecze, gazy półprzewodniki nadprzewodniki Magnetyczne własności materii diamagnetyzm paramagnetyzm ferromagnetyzm
Fale elektromagnetyczne płaska fala elektromagnetyczna wektor Poyntinga energia i ciśnienie fali elektromagnetycznej polaryzacja fali odbicie i załamanie polaryzacja przy odbiciu od granicy ośrodków całkowite wewnętrzne odbicie źródła fal elektromagnetycznych fotometria i spektrometria
Interferencja interferencja fali płaskiej doświadczenie Younga spójność zjawiska interferencyjne w cienkich warstwach interferometry
Dyfrakcja dyfrakcja światła na szczelinie dyfrakcja na otworze kołowym siatka dyfrakcyjna
Podstawy optyki falowej własności optyczne materiałów propagacja światła w ośrodkach anizotropowychdwójomność optyka kryształów optyka geometryczna jako granica optyki falowej
Optyka geometryczna zwierciadła płaskie zwierciadła sferyczne soczewka przyrządy optyczne optyka macierzowa
EM podręczniki David J. Griffiths Podstawy elektrodynamiki Wydawnictwo Naukowe PWN, 2005 Berkeley Physics Course : V. 2. Electricity and Magnetism Edward M. Purcell McGraw-Hill Education, New York, USA, 1986 I S Grant & W R Phillips Electromagnetism Wiley 2nd ed. 1990
EM podręczniki (rezerwowe) John David Jackson Classical electrodynamics, 3rd ed., Wiley, New York, 1998 Piekara, Arkadiusz Henryk (1904-1989) Elektryczność i budowa materii Warszawa, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1970 Halliday David, Resnick Robert, Walker Jearl Podstawy fizyki t.3 Wydawnictwo Naukowe PWN, 2003
Optyka podręczniki Hecht …, Matveev …, Meyer-Arendt …. Berkeley Physics Course : V. 3. Fale F C Crawford McGraw-Hill Education, New York, USA, 1986 Halliday David, Resnick Robert, Walker Jearl Podstawy fizyki t.4 Wydawnictwo Naukowe PWN, 2003
EMO lektury do poduszki Richard Feynman Feynman Lectures On Physics Addison Wesley 1989 Berkeley Physics Course McGraw-Hill Education, New York, USA, 1986 J. C. Maxwell A Treatise on Electricity and Magnetism Clarendon, London, 1891
chronologia • Elektrodynamika klasyczna jest 200-letnia stateczną staruszką • (0) niezależne zjawiska : [O]ptyka , [M]agnetyzm , [E]lektryczność • EMO = XIX wiek • odkrycia, doświadczenia -> prawa -> teoria Maxwella • odkrycia = 1 poł. XIX w • teoria = 2 poł. XIX w • po 1905 r. = kwanty • Chronology of Physics.doc demo: Oersted, Hertz
elektrodynamika klasyczna optyka kwantowe teorie pola Mechanika Elektrodynamika Optyka … –420 (BC) Demokryt 1785 prawo Coulomba 1800 Volta 1820 Oersted 1831 Faraday 1873 prawa Maxwella 1905 Einstein STW 1900–29 mechanika kwantowa 1932–48 elektrodynamika kwantowa [QED] 1960–83 unifikacja: oddziaływanie elektrosłabe ???? electrosłabe + chromodynamika kwantowa [QCD] = QFT (?) ???? kwantowa teoria grawitacji [QTG] ???? teoria wszystkiego [TOE]
Elektrodynamika klasyczna = równania Maxwella EM QEDfala fotonpole kwant Gauss Faraday + siła Lorentza Maxwell Ampère demo: łódeczka
elektrodynamika klasyczna = równania Maxwella + siła Lorentza + zasada zachowania ładunku Gauss demo: silnik-Cola Faraday Ampère Maxwell siła Lorentza zasada zachowania ładunku