Рабочая программа учебной дисциплины "электродинамика систем заряженных частиц" Цикл

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

• 
  к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);
  
• 
  к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);
  
• 
  к практическому анализу логики различного рода рассуждений, к публичным выступлениям, аргументации, ведению дискуссии и полемики (ОК-12);
  
• 
  демонстрировать базовые знания в области естественнонаучных дисциплин и использовать основные законы в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);
  
• 
  выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-3);
  
• 
  анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-6).
  

• 
  освоение обучающимися математического аппарата классической теории электромагнитного поля и теории электромагнитного излучения;
  
• 
  научить обучающихся основным методам описания поведения систем заряженных частиц в электромагнитных полях.
  

Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю “Термоядерные реакторы и плазменные установки” направления 140700 «Ядерная энергетика и теплофизика».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Математика», «Физика (общая)», «Информатика».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплин «Вакуумные системы плазменных установок», «Физика плазмы», «Элементарные процессы в плазме», а также программы магистерской подготовки по направлению 140700 «Ядерная энергетика и теплофизика».

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

• 
  математический аппарат классической теории электромагнитного поля и теории электромагнитного излучения (ПК-2);
  
• 
  основные особенности поведения систем заряженных частиц в электромагнитных полях (ПСК-1).
  

• 
  самостоятельно разбираться в методах расчета и применять их для решения поставленной задачи (ПК-8);
  
• 
  формулировать и решать основные задачи электродинамики систем заряженных частиц (ПК-8).
  

• 
  математическим аппаратом теории электромагнитного поля (ПК-2);
  
• 
  навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-12).
  

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.

1. 
   Заряды и общие свойства электростатических полей.
   

2. 
   Система уравнений Максвелла. Потенциалы электромагнитного поля.
   

Электромагнитное поле зарядов, движущихся с постоянной скоростью. Нестационарное движение зарядов. Система уравнений Максвелла-Лоренца. Потенциалы электромагнитного поля. Калибровочная инвариантность потенциалов. Законы сохранения энергии и импульса в электромагнитном поле. Электростатическое поле. Разложение потенциала по мультиполям. Дипольный момент системы зарядов и его свойства. Квадрупольный момент и его свойства. Работа и энергия во внешнем электростатическом поле. Энергия взаимодействия заряд-диполь и диполь-диполь. Энергия взаимодействия системы зарядов и энергия электростатического поля.

3. 
   Квазистационарные магнитные поля.
   

4. 
   Электромагнитное поле излучений.
   

5. 
   Свойства электромагнитных волн.
   

6. 
   Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях.
   

№1. Применение векторного анализа к решению задач по теории электромагнитного поля.

№2. Скалярное и векторное поля.

№3. Теоремы Гаусса и Стокса. Векторные операции.

№4. Криволинейные координаты. Представление векторных операций в криволинейных координатах. Контрольный опрос.

№5. Интеграл Фурье в физических приложениях.

№6. Дельта-функция и ее свойства. Применение функции к решению задач по теории поля.

№7. Нахождение векторных полей по их дифференциальным характеристикам.

№8. Зачетное занятие.
4.3. Лабораторные работы

Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены

№2. Расчет траекторий движения частиц в заданном электрическом поле.

№3. Расчет траекторий движения частиц в заданном магнитном поле.

№4. Расчет траекторий движения частиц в заданных электрическом и магнитном полях.

Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, устный опрос, защита лабораторных работ.

Аттестация по дисциплине – зачет, экзамен.
Оценка за освоение дисциплины определяется как оценка на экзамене.
В приложение к диплому вносится оценка за 6 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

1. 
   В.М.Белокопытов, В.М.Кулыгин. Элементы теории термоядерной плазмы. М.: Изд-во МЭИ, 2005, 82 с.
   
2. 
   А.А.Власов. Макроскопическая электродинамика. М.:"ЛИБРОКОМ", 2010.
   
3. 
   Ю.В.Пименов. Линейная макроскопическая электродинамика. Изд-во МФТИ "Интеллект", 2008.
   

1. 
   В.Г.Левич. Курс теоретической физики. т1, М.:Наука,1969.
   
2. 
   Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. Теория поля. М.: Наука, 1988.
   
3. 
   Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. Механика. М.: Наука, 1988.  
   

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов.

Зав. кафедрой ОФиЯС