Teorie elektromagnetického pole
1. Základní pojmy a experimentální zdroje Maxwellovy teorie
1.1. Zdrojové veličiny pole, rovnice kontinuity
1.2. Základní veličiny pole ve vakuu. Gaussův zákon, zákon elektromagnetické indukce.
1.3. Polarizace a magnetizace látek, základní veličiny pole v látkovém prostředí. Zobecněný Gaussův zákon, zákon celkového proudu.
2. Základní rovnice Maxwellovy teorie
2.1. Maxwellovy rovnice v diferenciálním a integrálním tvaru, vymezení jejich platnosti.
2.2. Materiálové vztahy a kategorizace látkových prostředí.
2.3. Hraniční podmínky Maxwellových rovnic.
3. Zvláštní typy polí
3.1. Elektrostatické pole. Výpočet pole pomocí skalárního potenciálu, multipólový rozvoj statického pole. Energie pole.
3.2. Magnetostatické pole permanentních magnetů a jeho řešení užitím magnetostatického popř. vektorového potenciálů.
3.3. Pole stacionárních proudů. Ohmův zákon pro obvod s vnějším zdrojem, magnetické pole vně proudových obvodů.
3.4. Kvazistacionární pole, jeho vymezení a řešení pomocí potenciálů. Soustava proudových obvodů, oscilační obvod. Skinefekt.
4. Nestacionární pole
4.1. Zákony zachování energie a hybnosti.
4.2. Řešení pole užitím retardovaných skalárního a vektorového potenciálů.
4.3. Multipólový rozvoj nestacionárního pole.
4.4. Řešení pole užitím polarizačního a magnetizačního potenciálů.
5. Pole oscilujícího dipólu
5.1. Výpočet pole oscilujícího elektrického dipólu s vnuceným momentem.
5.2. Výpočet pole Hertzova oscilátoru.
5.3. Vyznačené směry a zóny pole oscilujícího dipólu.
5.4. Energetická bilance pole.
5.5. Pole magnetického oscilujícího dipólu.
6. Šíření elektromagnetických vln v neomezeném prostředí
6.1. Šíření vln v bezztrátovém prostředí. Homogenní vlnová rovnice. Monochromatické rovinné vlny a jejich vlastnosti. Polarizace vln. Energie přenášená monochromatickými vlnami.
6.2. Šíření vln ve ztrátovém prostředí. Zobecněná vlnová rovnice. Vlastnosti rovinných monochromatických vln. Energie přenášená vlnami, pravá absorpce.
6.3. Šíření vln v dielektrických anizotropních krystalech. Materiálové vztahy a vzájemná poloha základních vektorů pole. Fázová a paprsková rychlost monochromatické vlny, optické osy. Polarizace vln v krystalech. Jednoosé krystaly.
6.4. Šíření vln v opticky aktivním krystalu.
7. Chování vln na rozhraní dvou prostředí
7.1. Odvození zákona lomu a odrazu a Fresnelových vzorců na rozhraní dvou bezztrátových prostředí z hraničních podmínek.
7.2. Odraznost a propustnost rozhraní dvou bezztrátových prostředí a jejich závislost na úhlu dopadu.
7.3. Úplný odraz na rozhraní dvou bezztrátových prostředí, komplexní tvar koeficientů odraznosti a propustnosti. Odražená a lomená vlna při úplném odrazu.
7.4. Odraz a lom na rozhraní bezztrátového a ztrátového prostředí.
8. Ohyb vln na neproniknutelné překážce
8.1. Kirchhoffova teorie ohybu. Kirchhoffův integrální vzorec a jeho předpoklady.
8.2. Výpočet amplitudy optického rozruchu v případě bodového zdroje.
8.3. Fraunhoferův ohyb na obdélníkovém a kruhovém otvoru.
8.4. Fresnelův ohyb na hraně.
Literatura:
1. Kvasnica, J.: Teorie elektromagnetického pole. Academia Praha, 1985.
2. Stratton, J.A.: Teorie elektromagnetického pole.SNTL Praha, 1975.
3. Čechová, M – Vyšín, I.: Teorie elektromagnetického pole.UP Olomouc, 1998.
4. Čechová, M.: Elektromagnetické vlny.UP Olomouc, 1989.
5. Jackson, J.D.: Classical electrodynamics. J. Wiley New York, 1962.
6. Panofski, W. - Phillips, M.: Klasičeskaja elektrodinamika. GIFML Moskva, 1963.
7. Born, M. - Wolf, E.: Principles of optics. Pergamon press New York, 1964.