-
14 weeks
-
от 4 до 6 часов в неделю
-
3 credit points
Курс посвящен систематическому изложению классической электродинамики с добавлением элементов релятивистского описания в тех случаях, когда это оказывается необходимым для формирования у слушателей адекватной картины совокупности явлений природы, изучаемой в основной части курса и ее современного теоретического описания. Курс создан на основе многолетнего опыта автора чтения курсов электродинамики на физическом факультете СПбГУ, у бакалавров технических университетов ЛЭТИ и ИТМО.
About
Отличительными особенностями курса являются:
- Соответствие уровня изложения теоретического материала требованиям Государственных образовательных стандартов, выражающих потребности к квалификации выпускников технических университетов;
- Умеренно математизированный стиль изложения материала, обеспечивающий обучаемым возможность овладения базой для эффективного самостоятельного выполнения электротехнических, радиотехнических и электродинамических расчетов проектируемых устройств;
- Развитая система обучающего и контрольного тестирования;
- Сопровождение курса интерактивными online-моделями изучаемых явлений и систем, размещенными на внешних (относительно платформы курса) носителях;
- Предоставление обучаемым возможности автоматизированной разработки сложных компьютерных моделей изучаемых систем и выполнения самостоятельных мини-исследований с элементами научного поиска.
Онлайн-курс «Электричество и магнетизм» ориентирован на студентов-хорошистов технических университетов и состоит из 3 разделов: «Электростатика», «Магнитостатика» и «Электродинамика».
Information resources
Основная литература:
А. С. Чирцов Электромагнитные взаимодействия: Классическая электродинамика // Учебное пособие. СПб.: Издательство С.-Петербургского университета, 2005.
Дополнительная литература:
1. Д. В. Сивухин. Общий курс физики. В 5-ти томах. Том 3. Электричество.
2. Р. Фейман. Фейнмановские лекции по физике.Том 5: Электричество и магнетизм.
3. Э. Парселл. Берклеевский курс физики. В пяти томах. Том 2. Электричество и магнетизм.
Requirements
Курс рассчитан на широкую аудиторию студентов с разной степенью начальной подготовки как в физике, так и в математике, но имеющих твердые знания и компетенции по математике, как минимум в рамках программ средних учебных заведений.
Course program
Раздел 1. ЭЛЕКТРОСТАТИКА
Введение в раздел
1.1. Электрические заряды в вакууме
1.2. Интегральная и дифференциальная формы записей уравнений электростатики вакуума
1.3. Электростатическое поле при наличии проводников
1.4. Электростатическое поле при наличии диэлектриков
1.5. Энергия электростатического поля
Раздел 2. МАГНИТОСТАТИКА
Введение в раздел
2.1. Постоянный электрический ток
2.2. Электрический ток в различных средах
2.3. Магнитные взаимодействия
2.4. Интегральная и дифференциальная формы записи уравнений магнитостатики вакуума
2.5. Магнитное поле в веществе
Раздел 3. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА
Введение в раздел
3.1. Движения заряженных частиц в электрических и магнитных полях
3.2. Закон электромагнитной индукции Фарадея
3.3. Цепи переменного тока
3.4. Система уравнений Максвелла
3.5. Электромагнитные волны
Заключение. Электродинамика Максвелла – стартовая площадка для изучения современной физики
Education results
В результате изучения данного курса слушатели:
- узнают основные законы классической электродинамики и их связь с составляющей основу классической физики ньютоновской механикой, их теоретическое и экспериментальное обоснование, способы записи на различных языках математики, познакомятся с различными вариантами их проявления в явлениях природы и технических устройствах;
- приобретут навыки использования изученных законов электродинамики при решения широкого класса расчетных задач, потенциально соответствующих их будущей профессиональной деятельности;
- узнают о противоречиях между электродинамикой и ньютновской физикой, приводящих к необходимости частичного пересмотра оснований последней и перехода к релятивистскому описанию;
- приобретут навыки компьютерного моделирования и проведения мини-исследований с использованием элементов научного поиска (в случае выполнения дополнительных заданий для самостоятельной работы, носящей творческий характер);
- получат представление о мировоззренческих и методических аспектах основных концепций физики и их развитии.
Formed competencies
- способность работать самостоятельно;
- способность к познавательной деятельности;
- способность к самоорганизации и самообразованию;
- владением культурой мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения;
- способность представлять адекватную современному уровню знаний научную картину мира на основе знания основных положений, законов и методов естественных наук и математики;
- способность использовать основные приемы обработки и представления экспериментальных данных;
- способность строить простейшие физические и математические модели приборов, схем, устройств и установок;
- способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования готовностью участвовать в постановке и проведении экспериментальных исследований;
- способность обосновывать правильность выбранной модели, сопоставляя результаты экспериментальных данных и полученных решений;
- способность анализировать физические явления и процессы при решении профессиональных задач;
- способность к проведению измерений и наблюдений, составлению описания исследований, подготовке данных для составления обзоров, отчетов и научных публикаций, составлению отчета по заданию, к участию во внедрении результатов исследований и разработок;
- способность принимать научно-обоснованные решения на основе физики, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности;
- способность применять соответствующий физико-математический аппарат, методы анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования при решении профессиональных задач.
