Popis předmětu - XP17PEM

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
XP17PEM Pokročilý elektromagnetismus
Role:S Rozsah výuky:2P+2D
Katedra:13117 Jazyk výuky:CS
Garanti:Jelínek L. Zakončení:ZK
Přednášející:Jelínek L. Kreditů:3
Cvičící:Jelínek L. Semestr:

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.

Cíle studia:

Prohloubit teoretické znalosti z elektromagnetismu nad rámec magisterských osnov.

Osnovy 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.

Osnovy cvičení:

Nemá cvičení

Literatura:

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

Požadavky:

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

Webová stránka:

https://cw.fel.cvut.cz/b191/courses/xp17pem/start

Klíčová slova:

Klasický elektromagnetismus, Elektromagnetická vlna, Rozptyl, Dualita, Reciprocita, Ekvivalence, Greenova funkce, Umělé materiály

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr
DOKP Před zařazením do oboru S
DOKK Před zařazením do oboru S


Stránka vytvořena 30.11.2020 17:50:52, semestry: L/2021-2, Z,L/2020-1, L/2019-20, Z/2021-2, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)
Za obsah odpovídá: doc. Ing. Ivan Jelínek, CSc.