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:

Webová stránka:

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

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.

Cíle studia:

Prohloubit teoretické znalosti z elektromagnetismu nad rámec magisterských osnov.

Osnovy 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.

Osnovy cvičení:

Nemá cvičení

Literatura:

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.

Požadavky:

Předmět předpokládá předchozí znalost klasické teorie elektromagnetického pole v rozsahu předmětů A8B17EMTA a A8B17ELD.

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 28.5.2024 15:51:10, semestry: L/2023-4, Z/2024-5, Z/2023-4, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)