9360-0300/04 – Teorie elektromagnetického pole (TEMP)

Garantující katedraCentrum nanotechnologiíKredity10
Garant předmětuprof. Ing. Jaromír Pištora, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Jaromír Pištora, CSc.
Úroveň studiapostgraduálníPovinnostpovinně volitelný typu B
RočníkSemestrzimní + letní
Jazyk výukyangličtina
Rok zavedení2020/2021Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studiadoktorské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
PIS50 prof. Ing. Jaromír Pištora, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zkouška 20+0
kombinovaná Zkouška 20+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Klasifikovat základní parametry elmag pole. Modifikovat a rekonstruovat matematické modely pro popis pole. Interpretovat a predikovat vliv prostředí.

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace

Anotace

Předmět vychází ze základních zákonů elektrických polí stacionárních a nestacionárních a polí magnetických. Důraz je věnován studiu šíření elektromagnetických vln v různých druzích prostředí: homogenních, nehomogenních, ztrátových, izotropních a anizotropních. Zvláštní pozornost je věnována interakci elektromagnetické vlny s různými rozhraními. Závěrečné partie se orientují na modelování a popis interakce elektromagnetické vlny 1D a 2D mřížkami a periodickými strukturami.

Povinná literatura:

1. Kvasnica, J.: Teorie elektromagnetického pole. Academia Praha, 1985 2. Stratton, J.A.: Teorie elektromagnetického pole. SNTL Praha, 1975 3. Panofski, W. – Phillips, M.: Klasičeskaja elektrodinamika. GIFML Moskva, 1963 4. Born, M. – Wolf, E.: Principles of optics. Pergamon press New York, 1964 5. Wangsness, R., K.: Electromagnetic Fields. John Wiley&Sons, New York, 1986

Doporučená literatura:

1. Yeh, P.: Optical Waves in Layered Media. John Wiley&Sons, New York, 1988 2. Kong, J.A.: Electromagnetic Wave Theory. EMW Publishing, Cambridge, 2000

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Písemná forma: Řešení 4 příkladů vybraných ze souboru doporučených příkladů. Ústní část: Odborná diskuse ke dvěma vybraným otázkám (ze souboru zkušebních otázek).

E-learning

K danému předmětu je poskytnuta elektronická verze studijních materiálů.

Další požadavky na studenta

samostatná systematická příprava studenta

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. STACIONÁRNÍ POLE 1.1. Elektrostatické pole. Výpočet pole pomocí skalárního potenciálu, multipólový rozvoj statického pole. Energie pole. 1.2. Magnetostatické pole permanentních magnetů a jeho řešení užitím magnetostatického popř. vektorového potenciálu. 1.3. Pole stacionárních proudů. Ohmův zákon pro obvod s vnějším zdrojem, magnetické pole vně proudových obvodů. 1.4. Kvazistacionární pole, jeho vymezení a řešení pomocí potenciálů. Soustava proudových obvodů, oscilační obvod. Skinefekt. 2. NESTACIONÁRNÍ POLE 2.1. Zákony zachování energie a hybnosti. 2.2. Řešení užitím skalárního a vektorového potenciálu. 2.3. Multipólový rozvoj nestacionárního pole. 3. ŠÍŘENÍ ELEKTROMAGNETICKÝCH VLN 3.1. Šíření vln v bezeztrátovém prostředí. Homogenní vlnová rovnice. Monochromatické rovinné vlny a jejich vlastnosti. Polarizace vln. Energie přenášená monochromatickými vlnami. 3.2. Šíření vln ve ztrátovém prostředí. Zobecněná vlnová rovnice. Vlastnosti rovinných monochromatických vln. Energie přenášená vlnami, absorpce. 3.3. Šíření vln v dielektrických anizotropních krystalech. Materiálové vztahy a vzájemná poloha základních vektorů pole. Fázová a paprsková rychlost monochromatické vlny, optické osy. Polarizace vln v krystalech. Jednoosé krystaly. 3.4. Šíření vln ve ztrátových anizotropních prostředích. Yehův formalismus, Jonesovy a Muellerovy matice, koherenční matice. 3.5. Šíření vln v prostředích s indukovanou anizotropií a aktivních médiích, magnetooptika. 4. CHOVÁNÍ VLN NA ROZHRANÍ DVOU PROSTŘEDÍ 4.1. Odvození zákona lomu a odrazu a Fresnelových vzorců na rozhraní dvou bezeztrátových prostředí z hraničních podmínek. 4.2. Odraznost a propustnost rozhraní dvou bezeztrátových prostředí a jejich závislost na úhlu dopadu. 4.3. Úplný odraz na rozhraní dvou bezeztrátových prostředí, komplexní tvar koeficientů odraznosti a propustnosti. Odražená a lomená vlna při úplném odrazu. 4.4. Odraz a lom na rozhraní bezeztrátového a ztrátového prostředí. 4.5. Odraz a lom na rozhraní dvou anizotropních prostředí. 4.6. Šíření elektromagnetické vlny v multivrstvách. 4.7. Hranolová vazba, tunelový efekt, ATR. 5. INTERAKCE ELEKTROMAGNETICKÉ VLNY S PERIODICKOU STRUKTUROU 5.1. Odraz na 1D a 2D izotropních a bezeztrátových mřížkách. 5.2. Odraz na 1D a 2D anizotropních mřížkách.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2020/2021 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zkouška Zkouška  
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2020/2021 (P0719D270003) Nanotechnologie P angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2020/2021 (P0719D270003) Nanotechnologie K angličtina Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku