Pokročilý elektromagnetismus
| Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah | Jazyk výuky |
|---|---|---|---|---|
| XP17PEM | ZK | 3 | 2P+2D | česky |
- Garant předmětu:
- Lukáš Jelínek
- Přednášející:
- Lukáš Jelínek
- Cvičící:
- Lukáš Jelínek
- 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; 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 A8B17EMTA a A8B17ELD.
- Osnova přednášek:
-
1) První hodina zavede popis klasického makroskopického elektromagnetického pole, je zaveden pojem homogenizace a detailně je diskutována platnost makroskopického popisu periodických struktur. Je zaveden pojem umělého materiálu.
2) Druhá hodina definuje zdroje elektromagnetického pole a k nim příslušející elektromagnetické potenciály. Je zavedena elektromagnetická dualita.
3) Třetí hodina ukazuje zákony zachování energie, hybnosti a momentu hybnosti v elektromagnetickém systému a diskutuje tuto problematiku v přítomnosti časové disperze.
4) Čtvrtá a pátá hodina se věnuje principu reciprocity.
5) Šestá hodina zavádí objemový ekvivalent a integrální rovnice pro pole.
6) Sedmá hodina diskutuje povrchový ekvivalent a jeho použití.
7) Osmá hodina je věnována Babinetovu principu.
8) Devátá a desátá hodina je věnována pojmu Greenovy funkce. Je zaveden pojem dyadické Greenovy funkce a její reciprocity. Je ukázán rozklad Greenovy funkce ve volném prostoru do rovinných a sférických vln. Je diskutována Greenova funkce v přítomnosti materiálového rozhraní.
9) Jedenáctá hodina se věnuje rozptylu elektromagnetické vlny na elektricky malých objektech. Jsou zavedeny rozptylové průřezy.
10) Dvanáctá hodina diskutuje obecný popis elektromagnetického rozptylu pomocí rozptylové dyády a přenosové matice. Diskutuje se výkonový bilance rozptylu.
11) Třináctá hodina se věnuje charakteristickým módům.
12) Čtrnáctá hodina zavede pojem elektromagnetické syntézy a topologické optimalizace. Je diskutována složitost syntézy. Hodina se věnuje též 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:
-
1) Robinson, F. N. H.: Macroscopic electromagnetism, Pergamon Press, New York 1973.
2) Harrington, R. F.: Time-Harmonic Electromagnetic Fields, John Wiley and Sons, Inc., New York, 2001.
3) Jackson, J. D.: Classical Electrodynamics, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1998.
4) Balanis, C. A.: Advanced Engineering Electromagnetics, 2nd ed., John Wiley and Sons, New York, 2012.
5) Zangwill, A.: Modern Electrodynamics, Cambridge University Press, New York, 2012.
6) Van Bladel, J., Electromagnetic Fields, John Wiley & Sons, 2nd ed., 2007.
7) Bohren, C. F., Huffman, D. R.: Absorption and Scattering of Light by Small Particles, John Wiley and Sons, New York, 1998.
8) Kristensson, G.: Scattering of Electromagnetic Waves by Obstacles, Scitech Publishing, 2016.
- Poznámka:
- Další informace:
- https://cw.fel.cvut.cz/wiki/courses/xp17pem/start
- Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:
-
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 Čt Pá - Rozvrh na letní semestr 2024/2025:
-
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 Čt Pá - Předmět je součástí následujících studijních plánů:
-
- Doktorské studium, prezenční forma (povinně volitelný předmět)
- Doktorské studium, kombinovaná forma (povinně volitelný předmět)