uniwersytet jagielloński
DESCRIPTION
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 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/1.jpg)
Uniwersytet Jagielloński Instytut FizykiJacek BierońZakład Optyki
Atomowej
jesień/zima 2011/2012
ELEKTRYCZNOŚĆ MAGNETYZM OPTYKA
![Page 2: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/2.jpg)
EMO1
![Page 3: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/3.jpg)
Who is WhoPersonel:J Bieroń, ZOA, p.348, tel. 663 5781Katarzyna Targońska, p. 313Marcin Piotrowski, Daniel Rudnicki demonstratorzy
Email: [email protected] www.if.uj.edu.pl/pl/edukacjakonspekt, podręczniki, wykłady, zadania, …ćwiczenia rachunkowe zasady zaliczeniazasady egzaminu
+ opcja=email
administrativia :
8.15 z przerwą 15 min czy 8.30 bez przerwy ?
![Page 4: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/4.jpg)
luźne uwagi
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?
email = softlink, filtr spamu, …
![Page 5: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/5.jpg)
po co komu EMO? „¼” fizyki
-> STW
-> QM -> QED
-> wszystkie makroskopowe oddziaływania(bez grawitacji)
-> technologia, zastosowania
-> wszystkie wrażenia zmysłowe
-> chemia, biologia, biotechnologia
![Page 6: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/6.jpg)
po co komu wykład ? retention of knowledge ------------------------------- 5% lecture10% reading15% audio-visual30% demo50% discussion75% practice90% teaching others
wykład obrazkowy (tempo) pokazowy (demo) doświadczalny (!) interaktywny (?)
demo: kusza-rurki
![Page 7: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/7.jpg)
po co komu ćwiczenia ? we teach physics = students learn equation manipulation
concept vs calculation (different issues)
grading @ MIT-------------------------------20% Final exam30% Midterm exams (3)20% Weekly quizzes (12)10% Daily quizzes10% Homework10% Laboratory
ćwiczenia (JB) Monday tests daily activitiesegzamin pisemny ustny ocena z ćwiczeń
korelacje 5h/week = 90%
![Page 8: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/8.jpg)
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.
EMO minimum MENiS
![Page 9: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/9.jpg)
Ładunek elektryczny i pole elektryczne kwantowanie ładunku, gęstość ładunku natężenie pola strumień pola zasada superpozycji oddziaływania zasady zachowaniaPrawo CoulombaPrawo GaussaPotencjał elektryczny energia potencjalna układu ładunkówPojemność, kondensatory Dielektryki polaryzacja dielektryka indukcja elektrostatyczna energia pola elektrycznego
![Page 10: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/10.jpg)
Prąd elektryczny gęstość prądu natężenie prąduPrawa KirchhoffaOpór elektryczny mechanizm przepływu prądu w metalach prawo Ohma pomiary nateżeń, napięć, opornościObwody prądu elektrycznego źródła siła elektro-motoryczna przemiany energii moc prądu
![Page 11: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/11.jpg)
Pole magnetyczneRuch ładunku w polu magnetycznym doświadczenie Oersteda siła Lorentza doświadczenie J.J. Thomsona efekt HallaIndukcja elektro-magnetyczna prawo Ampere’a prawo Biota-Savarta prawo Faraday’a reguła Lenza indukcyjność, cewka, samoindukcja, indukcja wzajemna energia pola magnetycznego
![Page 12: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/12.jpg)
Prąd zmienny
prądy zmiennemoc prądu zmiennegoobwody RL RC RLC impedancja przesunięcie fazowe napięcia i natężenia drgania w obwodach RLC rezonans elektryczny
![Page 13: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/13.jpg)
równania Maxwella
prąd przesunięciarównania Maxwellafala elektromagnetyczna
![Page 14: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/14.jpg)
Elektryczne i magnetyczne właściwości materii
Przewodność elektryczna ciał metale, ciecze, gazy półprzewodniki nadprzewodnikiMagnetyczne własności materii diamagnetyzm paramagnetyzm ferromagnetyzm
![Page 15: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/15.jpg)
Fale elektromagnetyczne
płaska fala elektromagnetycznawektor Poyntingaenergia i ciśnienie fali elektromagnetycznejpolaryzacja faliodbicie i załamaniepolaryzacja przy odbiciu od granicy ośrodkówcałkowite wewnętrzne odbicieźródła fal elektromagnetycznych fotometria i spektrometria
![Page 16: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/16.jpg)
Interferencja
interferencja fali płaskiejdoświadczenie Youngaspójnośćzjawiska interferencyjne w cienkich warstwachinterferometry
![Page 17: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/17.jpg)
Dyfrakcja
dyfrakcja światła na szczeliniedyfrakcja na otworze kołowymsiatka dyfrakcyjna
![Page 18: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/18.jpg)
Podstawy optyki falowej
własności optyczne materiałów propagacja światła w ośrodkach anizotropowychdwójomność optyka kryształów optyka geometryczna jako granica optyki falowej
![Page 19: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/19.jpg)
Optyka geometryczna
zwierciadła płaskiezwierciadła sferycznesoczewkaprzyrządy optyczneoptyka macierzowa
![Page 20: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/20.jpg)
EM podręcznikiDavid J. Griffiths Podstawy elektrodynamikiWydawnictwo Naukowe PWN, 2005
Berkeley Physics Course : V. 2. Electricity and MagnetismEdward M. PurcellMcGraw-Hill Education, New York, USA, 1986
I S Grant & W R PhillipsElectromagnetismWiley 2nd ed. 1990
![Page 21: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/21.jpg)
EM podręczniki (rezerwowe)
John David Jackson Classical electrodynamics, 3rd ed., Wiley, New York, 1998
Piekara, Arkadiusz Henryk (1904-1989)Elektryczność i budowa materiiWarszawa, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1970
Halliday David, Resnick Robert, Walker JearlPodstawy fizyki t.3Wydawnictwo Naukowe PWN, 2003
![Page 22: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/22.jpg)
Optyka podręczniki
Hecht …, Matveev …, Meyer-Arendt ….
Berkeley Physics Course : V. 3. FaleF C CrawfordMcGraw-Hill Education, New York, USA, 1986
Halliday David, Resnick Robert, Walker JearlPodstawy fizyki t.4Wydawnictwo Naukowe PWN, 2003
![Page 23: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/23.jpg)
EMO lektury do poduszki
Richard FeynmanFeynman Lectures On Physics Addison Wesley 1989
Berkeley Physics Course McGraw-Hill Education, New York, USA, 1986
J. C. MaxwellA Treatise on Electricity and MagnetismClarendon, London, 1891
![Page 24: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/24.jpg)
chronologia
Elektrodynamika klasyczna jest 200-letnia stateczną staruszką
(0) niezależne zjawiska : [O]ptyka , [M]agnetyzm , [E]lektryczność(1) EMO = XIX wiek(2) odkrycia, doświadczenia -> prawa -> teoria Maxwella(3) odkrycia = 1 poł. XIX w(4) teoria = 2 poł. XIX w(5) po 1905 r. = kwanty
Chronology of Physics.doc
demo: Oersted, Hertz
![Page 25: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/25.jpg)
–420 (BC) Demokryt
Mechanika Elektrodynamika Optyka …
1785 prawo Coulomba
1800 Volta
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]
1820 Oersted
1873 prawa Maxwella1831 Faraday
elektrodynamika klasyczna optyka
kwantowe teorie pola
![Page 26: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/26.jpg)
Elektrodynamika klasyczna = równania Maxwella
0qSdE
0 SdB
dt
dsdE B
Idt
dsdB E
000
Gauss
Faraday
Ampère
EM QEDfala foton
pole kwant
Maxwell+ siła Lorentza
demo: łódeczka
![Page 27: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/27.jpg)
równania Maxwella w notacji Maxwella
![Page 28: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/28.jpg)
równania Maxwella w wersji różniczkowej
![Page 29: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/29.jpg)
Gauss
Faraday
elektrodynamika klasyczna = równania Maxwella + siła Lorentza + zasada zachowania ładunku
Ampère Maxwell
t
BE
0
E
t
EjB
000
)( BEqF
siłaLorentza
0 B
zasadazachowania
ładunkudt
dj
demo: silnik-Cola
![Page 30: Uniwersytet Jagielloński](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022033101/56814408550346895db09c73/html5/thumbnails/30.jpg)
Koniec EMO1