Elektromagnetism och vågrörelselära
Kursplan, Grundnivå, 1FA528
- Kod
- 1FA528
- Utbildningsnivå
- Grundnivå
- Huvudområde(n) med fördjupning
- Fysik G1F, Teknik G1F
- Betygsskala
- Underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4), med beröm godkänd (5)
- Fastställd av
- Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden, 10 april 2014
- Ansvarig institution
- Institutionen för fysik och astronomi
Behörighetskrav
Linjär algebra och geometri I, Envariabelanalys, Flervariabelanalys, Beräkningsvetenskap I, Mekanik.
Mål
Efter godkänd kurs skall studenten kunna:
- utföra elektriska och magnetiska fältberäkningar i rummet i vissa enkla geometrier och randvillkor
- beräkna statiska och tidsberoende strömmar i enkla kretsar innehållande resistanser, kapacitanser och induktanser
- hantera de vanligaste elektriska mätinstrumenten på en grundläggande nivå
- identifiera och beskriva vad som karaktäriserar en vågrörelse, både för fortskridande och stående vågor, mekaniska såväl som elektromagnetiska
- beskriva och behandla fysikaliska begrepp inom akustik och geometrisk optik
- göra grundläggande beräkningar på interferens - och diffraktionsfenomen då vågkällan är koherent samt kunna beskriva tillämpningar av dessa i vardagslivet
- redogöra för relevanta biologiska tillämpningar av kursens innehåll
Innehåll
Elektrostatik: elektrisk laddning och elektriskt fält, elektrisk potential, elektrisk dipol . Gauss lag. Kondensatorer, elektrostatisk energi.
Elektrisk ström: Ohms lag, Kirchhoffs lagar, RC kretsar.
Magnetiska fält och kraftverkan. Orientering om magnetiska material.
Elektromagnetisk induktion: Induktans. LR-kretsar.
Grundläggande begrepp för växelström: Impedanser med fasskift över RLC-komponenter. Växelströmseffekt. Den ideala transformatorn. Orientering om trefassystem och elsäkerhet.
Grundläggande begrepp för mekaniska/akustiska vågor: fas- och grupphastighet, superposition, fortskridande och stående vågor, svävningar, dopplereffekt.
Elektromagnetiska vågor och optik: Reflexion, refraktion, dispersion. Geometrisk optik, optiska instrument. Polarisation. Interferens och diffraktion.
Tillämpningar på biologiska system, t.ex. flyttfåglars navigering, pacemakers, syn och hörsel.
Laborationer: Elektrisk mätteknik och mätinstrument, kondensatorförsök, induktion, växelström, polarisation, geometrisk optik och vågoptik.
Undervisning
Föreläsningar, lektionsövningar och laborationer. Projekt.
Examination
Skriftlig tentamen vid delmomentens slut: Elektromagnetism (4 hp), Vågrörelselära (2 hp).Laborationer och projekt: Elektromagnetism (1,5+1,5 hp), Vågrörelselära (1 hp). Laborationsrapporter och inlämningsuppgifter bildar tillsammans med den skriftliga tentamen underlag för slutbetyget.