Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2020/2021

Pokročilý elektromagnetismus

Přihlášení do KOSu pro zápis předmětu Zobrazit rozvrh
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
XP17PEM ZK 3 2P+2D česky
Přednášející:
Lukáš Jelínek (gar.)
Cvičící:
Lukáš Jelínek (gar.)
Předmět zajišťuje:
katedra elektromagnetického pole
Anotace:

Předmět studenta seznámí s pokročilejšími partiemi klasické teorie elektromagnetického pole. Sem patří zejména: Elektrický a magnetický vektorový potenciál; Princip reciprocity, duality a ekvivalence; Greenova funkce; Multipólový rozvoj; Úloha o rozptylu a charakteristické módy; Elektrodynamika pohyblivých objektů; Homogenizace a Blochův teorém;.Syntéza a topologická optimalizace.

Znalosti z předmětu jsou základem pro vědeckou práci v řadě oblastí aplikovaného elektromagnetismu, jako je návrh antén a mikrovlnná technika.

Požadavky:

Předmět předpokládá předchozí znalost klasické teorie elektromagnetického pole v rozsahu předmětů A8B17EMT a A8B17ELD.

Osnova přednášek:

1. První hodina zavede popis klasického makroskopického elektromagnetického pole, zavede elektromagnetické potenciály a jejich kalibraci. Dále je zaveden pojem homogenizace.

2. V druhé hodině je odvozen Blochův teorém a je detailně diskutována platnost makroskopického popisu periodických struktur. Je zaveden pojem umělého materiálu.

3. Třetí hodina uvede princip ekvivalence. Je diskutována metoda zrcadlení a povrchový ekvivalent.

4. Čtvrtá hodina je věnována objemovému ekvivalentu a Babinetovu principu.

5. Pátá hodina se věnuje principu reciprocity.

6. Šestá hodina zavede pojem Greenovy funkce. Detailně je diskutována Greenova funkce pro elektromagnetické potenciály v 1D, 2D i 3D případě. Je zaveden pojem dyadické Greenovy funkce a její reciprocity.

7. Sedmá hodina ukazuje rozklad Greenovy funkce ve volném prostoru do rovinných a sférických vln. Je diskutována Greenova funkce v přítomnosti materiálového rozhraní.

8. Osmá hodina zavádí integrální rovnice pro elektromagnetické pole.

9. Devátá hodina se věnuje rozptylu elektromagnetické vlny. Jsou zavedeny rozptylové průřezy, optický teorém a rozptylová matice.

10. Desátá hodina se věnuje charakteristickým módům.

11. Jedenáctá hodina se věnuje rozptylu elektromagnetické vlny na pohybujícím se objektu. Jsou ukázány transformace pole do inerciálních i neinerciálních vztažných soustav.

12. Dvanáctá hodina je věnována obtížným úlohám o rozptylu na pohyblivých objektech, především limitu vysokých rychlostí, vysokých zrychlení a obecné relativitě.

13. Třináctá hodina zavede pojem elektromagnetické syntézy a topologické optimalizace. Je diskutována složitost syntézy.

14. Čtrnáctá hodina se věnuje zavedení fundamentálních limitů v elektromagnetismu, především limitů v rámci anténní teorie.

Osnova cvičení:

Nemá cvičení

Cíle studia:

Prohloubit teoretické znalosti z elektromagnetismu nad rámec magisterských osnov.

Studijní materiály:

Robinson, F. N. H.: Macroscopic electromagnetism, Pergamon Press, New York 1973.

Harrington, R. F.: Time-Harmonic Electromagnetic Fields, John Wiley and Sons, Inc., New York, 2001.

Jackson, J. D.: Classical Electrodynamics, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1998.

Balanis, C. A.: Advanced Engineering Electromagnetics, 2nd ed., John Wiley and Sons, New York, 2012.

Zangwill, A.: Modern Electrodynamics, Cambridge University Press, New York, 2012.

Van Bladel, J., Electromagnetic Fields, John Wiley & Sons, 2nd ed., 2007.

Bohren, C. F., Huffman, D. R.: Absorption and Scattering of Light by Small Particles, John Wiley and Sons, New York, 1998

Kristensson, G.: Scattering of Electromagnetic Waves by Obstacles, Scitech Publishing, 2016

Poznámka:
Další informace:
https://cw.fel.cvut.cz/b202/courses/xp17pem/start
Rozvrh na zimní semestr 2020/2021:
Rozvrh není připraven
Rozvrh na letní semestr 2020/2021:
06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po
Út
St
místnost T2:B2-621
Jelínek L.
11:00–12:30
(přednášková par. 1)
Dejvice
Katedra 317, blok B2
Čt

Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 5. 3. 2021
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese http://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet5937606.html