Теория поля

Бакалавриат 2022/2023

Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»

Статус: Курс обязательный (Физика)

Направление: 03.03.02. Физика

Кто читает: Факультет физики

Где читается: Факультет физики

Когда читается: 2-й курс, 1, 2 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Ивченко Николай Александрович, Огородников Леон Леонтьевич

Язык: русский

Кредиты: 3

Контактные часы: 76

Полная версия программы учебной дисциплины Задать вопрос

Аннотация

Курс `Теория поля` является традиционной частью блока курсов теоретической физики. Этот курс посвящён основам релятивистской физики и знакомству с последовательным описанием электромагнитного поля и его взаимодействия с заряженными частицами. Курс начинается со специальной теории относительности и описания движения релятивистских частиц, т.е. частиц, движущихся со скоростями, близкими к скорости света. Далее в курсе изучается описание электромагнитного поля на основе уравнений Максвелла. Это описание по своему существу тоже релятивистское, т.к. электромагнитное поле распространяется со скоростью света. В заключительной части курса обсуждается излучение энергии частицами, движущимися с ускорением. Этот важный релятивистский эффект привел к пониманию того, что классическая теория не может объяснить существование атомов. Настоящая дисциплина относится к базовой части профессионального цикла дисциплин студентов, обучающихся в бакалавриате. В соответствии с рабочим учебным планом по направлению «Физика» дисциплина «Теория поля» читается студентам второго курса бакалавриата.

Цель освоения дисциплины

Формирование у студентов профессиональных компетенций, связанных с использованием современных теоретических представлений в области классической теории поля
Приобретение навыков получения количественных оценок основных параметров, характеризующих свойства классических систем зарядов и полей
Формирование подходов к проведению исследований в разных областях физики и анализу полученных результатов
Развитие умений, основанных на полученных теоретических знаниях, позволяющих развивать качественные и количественные физические модели для исследования свойств классических систем полей и зарядов в широком диапазоне параметров

Планируемые результаты обучения

Знать и уметь применять при решении задач основные формулы векторного и тензорного анализа.
Знать релятивистские инварианты поля. Уметь описывать движение зараженной частицы в электрическом и магнитном полях.
Знать уравнения Максвелла для поля в вакууме. Уметь записывать уравнения Максвелла в виде 4-векторов. Иметь представление о калибровочной инвариантности.
Понимание основ специальной теории относительности. Умение выполнять преобразования физических величин при переходе между инерциальными системами отсчёта.
Умение записывать законы сохранения и законы динамики в релятивистски-инвариантной форме и применять их для решения задач.
Уметь описывать электромагнитные волны в вакууме.
Уметь решать основные задачи об излучении: дипольное и мультипольное излучение, тормозное излучение и др.

Содержание учебной дисциплины

Специальная теория относительности.
Релятивистская механика.
Электромагнитное поле. Движение частиц в постоянных электрических и магнитных полях.
Основы векторного и тензорного анализа.
Уравнения электромагнитного поля – уравнения Максвелла.
Электромагнитные волны в вакууме.
Запаздывающие потенциалы и излучение.

Элементы контроля

Контрольные работы
Текущий контроль предусматривает две контрольные работы, выполняемые в конце 1-го и 2-го модулей семестра соответственно. Контрольная работа включает письменное решение трех задач в выбранном каждым студентом билете по темам пройденного материала в течение 1.5 часов.
Домашние задания
Накопленная оценка за семестр учитывает самостоятельные занятия студента (выполнение домашних заданий):
Экзамен

Промежуточная аттестация

2022/2023 учебный год 2 модуль
0.4 * Экзамен + 0.3 * Домашние задания + 0.3 * Контрольные работы

Список литературы

Авторы

Ивченко Николай Александрович

Программа дисциплины