STRUČNI NAZIV : diplomirani fizičar za primenjenu fiziku

1. Osnovni pojmovi elektrodinamike i Maxwell-ove jednačine u vakuumu.

Osnovni pojmovi makroskopske elektrodinamike (naelektrisanje, kontinuum naelektrisanja, električna struja, jednačina kontinuiteta, električno i magnetno polje)

Mikroskopske i makroskopske fizičke veličine u elektrodinamici

Klasični zakoni elektrostatičkog i magnetnog polja

Sistem Maxwell-ovih jednačina za elektromagnetno polje u vakuumu , analiza sistema Maxwell-ovih jednačina

2. Elektrodinamika supstancijalnih sredina.

Maxwell-ove jednačine za pravo mikroskopsko i za makroskopsko polje

Srednja gustina i srednja gustina struje vezanih naelektrisanja

Potpun sistem Maxwell-ovih jednačina za supstancijalne sredine (uvođenje električne i magnetne indukcije, električna i magnetna susceptibilnost, zatvaranje sistema Maxwell-ovih jednačina, opšta svojstva, anizotropija)

3. Potencijal, energija i impuls elektromagnetnog polja.

Potencijali elektromagnetnog polja (uvođenje vektorskog i skalarnog potencijala, fizički smisao potencijala)

Kalibracione transformacije i kalibraciona invarijantnost

Jednačine elektromagnetnih potencijala i kalibracioni uslovi (opšta jednačina skalarnog i vektorskog potencijala, Lorentz-ov kalibracioni uslov, D'Alembert-ova jednačina, Coulomb-ov kalibracioni uslov)

Gustina energije elektromagnetnog polja (snaga Joule-ovih gubitaka, ukupna energija polja, gustina energije električnog i magnetnog polja)

Energija uzajamnog dejstva elektromagnetnih polja

Poynting-ova teorema (zakon održanja energije u elektrodinamici, Poynting-ov vektor)

Impuls elektromagnetnog polja (osnovna jednačina kretanja naelektrisanja u elektromagnetnom polju, zakon održanja ukupnog impulsa, veza sa Poynting-ovim vektorom)

Maxwell-ov tenzor napona za elektromagnetno polje (veza između energije polja i tenzora napona, ponderomotorne sile, eksplicitni oblik Maxwell-ovog tenzora napona, odnos ponderomotornih, naponskih sila i impulsa elektromagnetnog polja)

Ponašanje električnog i magnetnog polja na granici dveju sredina

4. Elektrostatika i magnetostatika.

Osnovne jednačine za elektrostatičko i magnetostatičko polje (Maxwell-ove jednačine, jednačine za potencijale, vrste graničnih uslova, formule za neposredno izračunavanje potencijala i polja)

Elektrostatičko polje u anizotropnim dielektricima

Razlaganje elektrostatičkog polja po multipolima (skalarni potencijal na velikom rastojanju od sistema naelektrisanja, monopolni, dipolni i kvadrupolni član, uvođenje tenzora kvadrupolnog momenta)

Sistem naelektrisanih provodnika u vakuumu (električno polje u provodniku i blizu površine provodnika, energija elektrostatičkog polja sistema naelektrisanih provodnika, uloga površi diskontinuiteta, koeficijenti kapaciteta)

Sistem stacionarnih kvazilinijskih struja u vakuumu (vektorski potencijal, magnetno polje i energija sistema stacionarnih struja, koeficijenti uzajamne indukcije i samoindukcije)

5. Kvazistacionarna aproksimacija.

Kvazistacionarna aproksimacija u elektrodinamici (osnovne pretpostavke i uslovi primenljivosti, Maxwell-ove jednačine, elektromagnetni potencijali)

Kvazistacionarno elektromagnetno polje u linijskim provodnicima (Ohm-ov zakon za deo strujnog kola i za zatvoreno kolo, slučaj sistema linijskih kontura, oscilatorno kolo: Ohm-ov zakon, jednačina struje i količine naelektrisanja)

Kvazistacionarno magnetno polje u masivnim provodnicima (prelazak na Fourier-ove transforme, difuziona jednačina, jednodimenzioni slučaj, skin-efekt)

6. Teorija magnetnih pojava.

Larmor-ova precesija i dijamagnetizam (Larmor-ova ugaona brzina, indukovani magnetni moment, dijamagnetska susceptibilnost)

Paramagnetizam (verovatnoća orijentacije magnetnih dipola, Langevin-ova funkcija, paramagnetsa susceptibilnost)

Feromagnetizam (osobine feromagnetika, Weiss-ova teorija domena, Curie-jeva temperatura)

7. Elektromagnetni talasa.

Elektromagnetni talasi u homogenim, izotropnim sredinama (talasna jednačina, fazna brzina talasa, talasna jednačina u kovarijantnoj formulaciji)

Ravni elektromagnetni talasi (opšte rešenje talasne jednačine, transverzalnost elektromagnetnih talasa, fluks i gustina energije ravnih elektromagnetnih talasa)

Ravni monohromatski elektromagnetni talasi (parcijalna rešenja talasne jednačine sa harmonijskom prostorno-vremenskom promenom, veza između amplituda električnog i magnetnog polja, Poynting-ov vektor, transformacija frekevencije i talasnog vektora, transverzalni Doppler-ov pomak)

Prostiranje elektromagnetnih talasa u provodnicima (talasna jednačina, kompleksan talasni vektor i kompleksna dielektrična konstanta)

Polarizovanost elektromagnetnih talasa i osnovni zakoni geometrijske optike (razlaganje talasne amplitude na normalne komponente, linearna, eliptička i kružna polarizacija, veza između talasnih vektora upadnog, odbijenog i prelomljenog talasa na granici dveju sredina, zakoni odbijanja i prelamanja)

Odbijanje i prelamanje elektromagnetnih talasa na granici dveju sredina (granični uslovi elektrodinamike izraženi preko električnih polja, paralelna i normalna polarizacija, Fresnel-ove formule)

Brewster-ov zakon i totalna unutrašnja refleksija

Talasovodi

8. Teorija elektromagnetnog zračenja.

Retardovani potencijali u dipolnoj aproksimaciji (prvi nenulti članovi u razvoju skalarnog i vektorskog potencijala, potencijali u udaljenim tačkama, ulovi primene dipolne aproksimacije)

Dipolno zračenje (električno i magnetno polje u unutrašnjoj i talasnoj zoni, uslovi primene dipolne aproksimacije, snaga dipolnog zračenja)

Magnetno dipolno i električno kvadrupolno zračenje

9. Prostiranje elektronagnetnih talasa u specijalnim sredinama.

Elementarna teorija disperzije (kompleksna dielektrična permeabilnost, normalna disperzija, reakciona sila zračenja, anomalna disperzija, koeficijent apsorpcije svetlosti)

Energija elektromagnetnog polja u sredinama sa vremenskom (frekvencionom) disperzijom (disipacija energije pri prostiranju monohromatskog talasa, unutrašnja energija prozračne sredine)

Elektromagnetni talasi u homogenim sredinama sa vremenskom disperzijom (Maxwell-ove jednačine za Fourier-ove amplitude polja, disperziona jednačina, spektar i dekrement prigušenja slabo amortizovanih talasnih moda)

Talasni paket.

Grupna i fazna brzina

Elektromagnetni talasi u nehomogenim sredinama sa vremenskom disperzijom (talasna jednačina za elekrtično i magnetno polje, slučaj jednodimenzionalne nehomogenosti, E-talasi i B-talasi, jednačine za polja E- i B-talasa)

Elektromagnetni talasi u sredinama sa prostornom disperzijom (kompleksni tenzor dielektrične permeabilnosti, disperziona jednačina ravnog monohromatskog talasa, uslov nedisipativnosti)

Elektromagnetni talasi u anizotropnim sredinama (Fresnel-ova jednačina, elektromagnetni talasi u kubičnim kristalima i kristalima sa jednom osom simetrije, dvojno prelamanje)

Literatura:

1. B.S. Milić: " Meksvelova elektrodinamika ", Univerzitet u Beogradu, 1996.

2. Đ. Mušicki: " Uvod u teorijsku fiziku " II

3. J.D. Jackson: " Classical Electrodynamics " (engleski)

4. Yu.V. Novozhilov: “ Elektrodinamika ” (ruski)

5. L.D. Landau, E.M. Lifšic: " Teorija polja " (ruski, ili srpski prevod)

6. L.D. Landau, E.M. Lifšic: " Elektrodinamika neprekidnih sredina ”

Ispitna pitanja