Рабочая программа учебной дисциплины "электродинамика систем заряженных частиц" Цикл



Скачать 117.99 Kb.
Дата26.07.2014
Размер117.99 Kb.
ТипРабочая программа


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ


(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ИНСТИТУТ ТЕПЛОВОЙ И АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИТАЭ)
___________________________________________________________________________________________________________


Направление подготовки: 140700 Ядерная энергетика и теплофизика

Профиль(и) подготовки: Термоядерные реакторы и плазменные установки

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

"электродинамика систем заряженных частиц"


Цикл:

профессиональный




Часть цикла:

вариативная




дисциплины по учебному плану:

ИТАЭ; Б3.13




Часов (всего) по учебному плану:

144




Трудоемкость в зачетных единицах:

4

6 семестр - 4

Лекции

30 час

6 семестр

Практические занятия

15 час

6 семестр

Лабораторные работы

--




Расчетные задания, рефераты

20 часов самост. работы

6 семестр

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

99 часов




Экзамены




6 семестр

Курсовые проекты (работы)

--






Москва - 2010

1.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ


Целью дисциплины является изучение методов описания поведения заряженных частиц в электромагнитных полях.

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).

Задачами дисциплины являются

  • освоение обучающимися математического аппарата классической теории электромагнитного поля и теории электромагнитного излучения;

  • научить обучающихся основным методам описания поведения систем заряженных частиц в электромагнитных полях.


2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

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».



3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

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


Знать:

  • математический аппарат классической теории электромагнитного поля и теории электромагнитного излучения (ПК-2);

  • основные особенности поведения систем заряженных частиц в электромагнитных полях (ПСК-1).


Уметь:

  • 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).


Владеть:

  • математическим аппаратом теории электромагнитного поля (ПК-2);

  • навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-12).



4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.



п/п


Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации


(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)


лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Заряды и общие свойства электростатических полей.

10

6

2

2




6

Тест на знание терминологии

2

Система уравнений Максвелла. Потенции-алы электромагнитного поля. Энергия взаимо-действия систем зарядов

26

6

6

6




14

Расчетное задание №1

5

Квазистационарные магнитные поля.

18

6

6

6




6

Контрольная работа

8

Электромагнитное поле излучений.

12

6

6







6

Устный опрос

11

Свойства электромагнитных волн

14

6

4







10

Расчетное задание №2

13

Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях

26

6

6







20

Расчетные задания №3, 4




Зачет

11

6




1




10

Устный опрос по билетам




Экзамен

27

6










27

устный




Итого:

144




30

15




99





4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции:


  1. Заряды и общие свойства электростатических полей.

Общая теория электромагнитного поля. Нахождение векторного поля по его дифференциальным характеристикам. Основные понятия электродинамики. Заряды и общие свойства электростатических полей. Уравнение непрерывности.


  1. Система уравнений Максвелла. Потенциалы электромагнитного поля.

Энергия взаимодействия систем зарядов

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.




  1. Квазистационарные магнитные поля.

Квазистационарные магнитные поля. Поле системы зарядов, совершающих медленное квазистационарное движение.Поле одиночного заряда, совершающего медленное равномерное движение. Поле системы зарядов на больших расстояниях от системы. Магнитное поле системы произвольно движущихся зарядов. Волновое уравнение. Метод Даламбера. Запаздывающие и опережающие потенциалы. Общее решение уравнения Даламбера в виде запаздывающих потенциалов. Поле произвольно движущегося точечного заряда. Потенциалы Лиенара-Вихерта.


  1. Электромагнитное поле излучений.

Теория излучения. Потенциалы электромагнитного поля вдали от излучателя в дипольном приближении. Электромагнитное поле дипольного излучения. Вектор Пойнтинга. Интенсивность излучения. Дипольное излучение простейших систем. Циклотронное излучение. Реакция излучения. Ширина излучаемых линий. Спектральное разложение излучения. Волновая и квазистатическая зоны.


  1. Свойства электромагнитных волн.

Электромагнитное поле в вакууме. Распространение волн вдали от излучателя. Поляризация плоской волны. Интерференция и образование волновых пакетов. Рассеяние электромагнитных волн свободными и связанными зарядами. Сечение рассеяния. Дисперсионная формула классической электродинамики. Рэлеевское рассеяние. Формула Томсона. Поглощение излучения.


  1. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях.

Движение заряженных частиц в постоянных полях. Фокусировка частиц электростатическим и магнитным полями. Дрейф частиц. Траектории движения. Движение заряженных частиц в медленно меняющихся полях. Магнитное зеркало. Взаимодействие заряженных частиц. Рассеяние заряженных частиц. Методика расчетов параметров рассеяния в системе координат центра инерции и в лабораторной системе отсчета. Излучение при рассеянии.
4.2.2. Практические занятия

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



4.4. Расчетные задания
1. Расчет электромагнитного поля дипольного излучения.

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.


4.5. Курсовые проекты и курсовые работы

Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.


5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся, как в традиционной форме, так и в форме лекций с использованием компьютерных презентаций и видеофильмов (Электронные Образовательные ресурсы), проблемных лекций (с постановкой в начале занятия какой-либо проблемы с дальнейшим изложением различных путей ее решения).
Практические занятия кроме традиционной формы проведения представляют собой разбор конкретной ситуации, различные виды тренингов, компьютерные симуляции.
Самостоятельная работа включает: подготовку к лекционным занятиям, контрольным работам, выполнение расчетных заданий, подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

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.


б) дополнительная литература:

  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.  

 

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

б) другие:
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

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


Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140700 «Ядерная энергетика и теплофизика» и профилю «Термоядерные реакторы и плазменные установки».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:
к.ф.- м.н., профессор кафедры ОФиЯС Касьянов В.А.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой ОФиЯС



д.т.н., профессор Комов А.Т.






Похожие:

Рабочая программа учебной дисциплины \"электродинамика систем заряженных частиц\" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины «Электродинамика и электродинамика сплошных сред»
Курс «Электродинамика и электродинамика сплошных сред» является одним из основных разделов теоретической физики и предназначен для...
Рабочая программа учебной дисциплины \"электродинамика систем заряженных частиц\" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины «динамика и прочность гидравлического оборудования» Цикл
...
Рабочая программа учебной дисциплины \"электродинамика систем заряженных частиц\" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины " численные методы оптимизации систем управления" Цикл
Профиль(и) подготовки: Автоматизация технологических процессов в теплоэнергетике
Рабочая программа учебной дисциплины \"электродинамика систем заряженных частиц\" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины «дополнительные главы математики» Цикл: общенаучный цикл
По завершению освоения данной дисциплины выпускник должен обладать следующими компетенциями
Рабочая программа учебной дисциплины \"электродинамика систем заряженных частиц\" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины «строительная механика машин» Цикл: профессиональный
Целью дисциплины является изучение методов расчета на прочность статически определимых и статически неопределимых систем, находящихся...
Рабочая программа учебной дисциплины \"электродинамика систем заряженных частиц\" Цикл icon2 Большие машины физики 9 Ускорители
Ускорители заряженных частиц – установки, служащие для ускорения заряженных частиц до высоких энергий. Во всех ускорителях увеличение...
Рабочая программа учебной дисциплины \"электродинамика систем заряженных частиц\" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины " теоретическая механика " Цикл

Рабочая программа учебной дисциплины \"электродинамика систем заряженных частиц\" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины «Современная оптоэлектроника» Цикл: профессиональный

Рабочая программа учебной дисциплины \"электродинамика систем заряженных частиц\" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины " математическое моделирование " Цикл
Магистерская программа: Автономные энергетические системы. Водородная и электрохимическая энергетика
Рабочая программа учебной дисциплины \"электродинамика систем заряженных частиц\" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины " химия и экология " Цикл
Магистерская программа: Автономные энергетические системы. Водородная и электрохимическая энергетика
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org