FK4010 - Eddy Ardonne

Fysikum

Elektromagnetism - FK4010 - VT 2013 - 12hp

På den här websidan lägger vi ut material för kursen i elektromagnetism inom kandidatprogrammet vt 2013.

Om du avser att följa kursen bör du noga läsa igenom informationen som ges här samt att återkomma till denna sida med jämna mellanrum för att få ta del av senaste nytt.

Nyheter

• Resultaten från andra omtentan finns på studentexpeditionen. Lösningarna finns nere, eller här: tenta-130830.pdf.
• Resultaten från omtentan finns på studentexpeditionen. Lösningarna finns nere, eller här: tenta-130618.pdf.
• Första omtentan är 18e juni, 09:00-14:00 i sal FR4. Se även schemat.
• Resultaten från första tentan ligger nu i Ladok.
• För er som måste lämna in ändringar i labrapporten, måndag 22 april är sista möligheten att göra det.
• Resultaten från tentan finns på studentexpeditionen. OBS: betyget för laboration 2 (G eller VG) kan höga betyget från tentan med ett steg (se även betygsättning nere).
• Lösningar till tentan kan laddas ner: svar till tenta-1.
• På grund av tentamensregler (se Tentamensregler vid Fysikum) är det inte tillåten att använda grafiska kalkylatorer på tentan, även om jag har sagt tidigare att de får användas. Det finns miniräknara att låna vid tentamensskrivningarna. Jag beklagar att den här situationen har uppstått.
• En formellista (från Physics Hanbook) som får användas på tentan kan laddas ner: fysik.pdf. OBS: notationen i formellistan avviker ibland lite från notationen som användes på föreläsningarna.
  En lista med matte formler (också från Physics Handbook) som man får använda (men man kan göra tantan utan den): matte.pdf.
  Den gamla versionen av formellistan får förstås också användas.
• En lista med teori frågor som kan hjälpa med förberedelserna för tentan kan laddas ner här. Du kan kolla dina svar.
• Ändringar i schemat:
  • Tisdag, 5:e mars: föreläsning är 9:15 - 12:00 (dugga 2 behandlas första timmen).
  • Onsdag, 6:e mars: föreläsning är 10:15 - 12:00
  • Torsdag, 7:e mars: föreläsning är 9:15 - 12:00
• Information om labrapporten för laboration 2 (inlämningdatum osv.) finns nere.
• Tentamenstillfällen:
  • Ordinarie tentamenstillfälle: måndag 18/3 2013.
  • Omtentamen: tisdag 18/6 2013.
  • Omtentamen: fredag 30/8 2013.
  (Se även schemat)
• Resultaten av dugga 2 finns på studentexpeditionen.
• Facit för dugga 2 kan laddas när: dugga 2.
• Resultaten av första duggan finns på studentexpeditionen!
  
• Lösningar till dugga 1 kan laddas ner som pdf fil: dugga-1.
• Duggan på måndag, 4:e februari börjar klockan 10:15 (inte 9:15)! De första sju föreläsningar ingår.
• Gamla duggor och tentor finns nu på websidan (se nere).
• En lista med bra problem för att öva sig på finns här.
• Läsanvisningar för varje föreläsning finns i den här filen, som uppdateras regelbunden.
• Tid, datum och plats för frågestunderna:

  Henning Zettergren, sammling i rum C4:3027: 29/01, kl. 13:15 - 15:00 12/02, kl. 13:15 - 15:00 15/03, kl. 13:15 - 15:00

  António Pereira, i rum A3:1003B: 05/02, kl. 13:15 - 15:00 (OBS: ändrat dag!) 01/03, kl. 13:15 - 15:00 08/03, kl. 13:15 - 15:00

• Mina anteckningar (som bara är anteckningar!) kan laddas ner efter förelesningarna som pdf fil:
  www.fysik.su.se/~ardonne/FK4010/anteckningar/2013-mm-dd.pdf
  eller föll den här länken direkt till mappen med alla filer (OBS, updaterat länk!).

Registrering

Alla som följer kursen måste registrera sig hos Marieanne på studentexpeditionen.
Fortlöpande information (t.ex. om schemaändringar) kommer i första hand att ges på hemsidan samt meddelas på föreläsningarna.

Kursschema

Schemat för föreläsningarna, osv. finns här som pdf fil, här i .ics-format och här i html.

Kursinnehåll

En kompakt beskrivning över kursens omfattning:
Coulombs lag. Elektriska och magnetiska fält. Lorentz-kraft. Elektrisk potential. Elektrostatisk energi. Gauss lag. Elektrisk ström, resistans, effektutveckling. Kontinuitets-ekvationen (laddningens bevarande). Energitäthet hos de elektriska och magnetiska fälten. Elektromotorisk spänning. Magnetiska fält kring elektriska strömmar. Biot-Savarts lag och Ampères lag. Den magnetiska kraften som en relativistisk effekt. Magnetisk induktion. Faradays lag. Maxwells komplettering av Ampères lag Maxwells ekvationer i vacuum. Induktans. Magnetisk kraft på strömförande ledare. Kretsteori - transienta och stationära förlopp, Kirchoffs lagar, visardiagram, komplexa metoden. Elektriska och magnetiska fält i materiella medier - Maxwells ekvationer. Polarisation, hysteres. Maxwells ekvationer på differentiell form - Nabla-operatorn, Gauss sats, Stokes sats. Poissons och Laplaces ekvationer, bildladdningsmetoden. Vektorpotentialen och gauge-transformationer. Elektromagnetisk vågrörelse. Poynting-vektorn, Poyntings teorem.

Lärare

(e-postadresser vid fysik.su.se inom parentes)

Kurslitteratur

Kursen är baserat på:
Grant & Phillips, Electromagnetism (Second Edition)

För Räkneövningarna används
Selldén, Räkneövningar i elektromagnetims, 8:e upplagan (Köpes på studentexpeditionen).

Brevidläsning:

• D.J.Griffiths: Introduction to electrodynamics, Prentice Hall
• K.Hultqvist: Elektricitet och magnetism från början, Studentlitteratur
• W.J.Duffin: Electricity and Magnetism, McGraw Hill

Bokningar

För att underlätta administrationen bokas grupper via nätet.

Du behöver inte ange ditt fullständiga namn om du inte vill - bara det är något så när entydigt
(om du absolut inte vill ha ditt namn på nätet kan du använda ett alias, men i så fall måste du meddela mig (Eddy), annars raderar jag namn som inte svarar mot namnlistan för studenter på kursen.

Det är lämpligt att du väljer samma grupp i Labgruppen som i Demogruppen!

• Anmälan till kursforum
• Boka räkneövningsgrupp
• Boka labgrupp
• Boka demonstrationsgrupp

Räkneövningar

Räkneövningarna utgår från de problem som finns samlade i räkneövningshäftet - "Räkneövningar i elektromagnetism, 8:e upplagan".

På prov låter vi de två räkneövningsgrupperna ha lite olika karaktär. I räkneövningsgruppen R2 går läraren systematiskt igenom de valda uppgifterna, visar deras lösningar och diskuterar dem. I räkneövningsgruppen R1 ska vi försöka med ett mer aktivt deltagande från studenterna. Man kan fritt välja att gå i den ena eller andra gruppen, och man kan byta grupp när som helst. För att få en uppfattning om intresset för den ena eller andra typen av räkneövning är det dock bra om du preliminärt registrerar dig antingen i R1 eller R2, bereonde på vilken typ av räkneövningar som du tror skulle passa dig bäst.

För att boka plats, föll den här länken: boka räkenövningsgrupp.

Planering av räkneövningar:

• R1 - R1-1, R1-6, R1-22, R1-29, R1-55, R1-57, R1-69, R3-14
• R2 - R1-25, R1-39, R1-42, R1-62, R3-4, R3-8
• R3 - R1-51, R1-65, R1-76, R1-85, R1-87, R3-6, R1-73
• R4 - R3-20, R3-22, R3-26, R3-27, R3-31, R4-3, R4-4
• R5 - R1-46, R1-47, R3-9, R1-64, R3-19, R3-23, R3-25
• R6 - R3-12, R3-24, R4-7, R4-9, R4-17, R4-21, R2-3
• R7 - R4-28, R2-4, R2-10, R3-35, R2-14, R2-22, R3-43
• R8 - R3-44, R3-47, R3-49, R3-50, R3-51, R3-52, R3-53
• R9 - R1-50, R2-17, R5-5, R5-9, R2-34, R5-14, R2-44
• R10 - Kommer senare

En lista med bra problem för att öva sig på finns här.

Det finns lösingar till udda och jämna problem.
Tänk på att det är väsentligt att du försöker lösa problemen själv först, gärna med hjälp av lärobok och föreläsningsanteckningar.
Se även Räknestuga!

Frågestunder (tutorials)

Frågestunderna (s.k. tutorials) är till för dig som t.ex. vill ha olika teoriavsnitt förklarade eller diskuterade, eller kanske vill få tips om hur problem skall lösas. Meningen är att ni skall vara aktiva, och innehållet, dvs frågor och diskussionsämnen, bestäms till stor del av era egna önskemål (skicka gärna läraren förslag till genomgång av specifika frågor via epost).

Frågestunderna är frivilliga, och du behöver förstås inte gå varje gång.

Demonstrationer

Demonstrationerna är en obligatorisk del av labkursen. De utförs i lag om två (i undantagsfall tre) studenter.
Den första dagen ägnas åt att förbereda experimentet (det finns åtta olika experiment att välja mellan).
Den andra dagen skall demolaget genomföra sitt experiment inför resten av demogruppen på ett pedagogiskt sätt.
Assistenterna, och ytterligare en eller två lärare är närvarande och bedömer presentationerna och ger antingen
godkänt eller (mycket sällan) kompletteringsuppgifter.

Demonstrationsavdelningen ligger i stora huset på plan 4, bortom studentexpeditionen.

Det finns åtta demonstrationer att fördelas mellan studenterna i varje demonstrationsgrupp.
Antalet studenter per demonstration är idealt två, men tre kan accepteras i nödfall.

Observera att det är inte nödvändigt att printa ut alla demonstrationer.
Printa ut den del som är aktuell för din egen demonstration.

Här följer en kort beskrivning av demonstrationerna:

För att boka plats, föll den här länken: boka demostrationsgrupp.
Se till att boka i den labgrupp du tillhör (A, B eller C).

Laborationer

Labkursen består av en demonstrationsövning (nämnd ovan) och två laborationer och utgör tillsammans med teorin en integrerad del av hela kursen.
Laborationer som inte godkänts innan början av vårterminen 2013 måste göras om.

Den första laborationen, elektriska mätningar är enkel och syftar till att man ska lära sig använda instrumenten i labbet. Den redovisas genom att man visar assistenterna vilka värden man fick innan man går.

Den andra, magnetiska fält, är mer krävande och redovisas i en labrapport. För att eventuella fel i analysen ska kunna korrigeras ska en sammanställning av resultaten (inte en labrapport!) inlämnas i förväg för genomgång av lärare.
Båda labbarna äger rum på andra våningen i labhuset (Roslagstullsbacken 33).

Här följer en kort beskrivning av laborationerna:

För att boka plats, föll den här länken: boka labgrupp.

Labrapport för laboration 2
Ytterligare anvisningar för labrapporten som ska skrivas om laboration två finns i den här filen. Den här filen innehåller även gammal information om en muntlig redovisnign, som inte gäller längre. Men anvisningar som handlar om vad labrapporten ska innehålla gäller fortfarande.
Ett exempel av en labrapport (från experimentella metoder) kan laddas ner här, för att se vad som förväntas i en labrapport.

Inlämning av rapporten
Labrapporten ska lämnas in via e-post till båda António och Eddy. Du behöver inte lämna in en pre-rapport, och inlämningsdag som stär i schemat gäller inte. Desuttom finns det inga muntliga redovisningar, så de tillfällen i schemat gäller inte häller. Sista dag för att lämna in labrapporten är:

• Grupp A: onsdag 6:e mars 2013.
• Grupp B: torsdag 7:e mars 2013.
• Grupp C: fredag 8:e mars 2013.

Dataanalys

För analysen av laboration 2 krävs tillgång till dator. Datorsalar upplåts för detta ändamål vid vissa schemalagda tider, och en assistent finns närvarande eller kan kontaktas vid behov av hjälp.

Duggor

För att stimulera till inläsning i tid ges två övningsskrivningar (duggor). Duggorna kommer att innehålla många ganska enkla frågor och problem.
Ppoäng på duggorna ger tenta-poäng som kan tillgodoräknas för betyg E, D, C, B eller A på tentan.
Full poäng på duggorna ger tenta-poäng som motsvara 15%.

På duggorna får man använda en kalkylator, Physics Handbook (eller motsvarande) och läroboken.

Gamla duggor med lösningar (som pdf filer):

Tetamen

Läsårets tentamensschemat finns här.

Gamla tentor med lösningar (som pdf filer):

Ser även den gamla websidan för ellära kursen FK4005e-VT2011.

Betygsättning

Full poäng på duggorna ger tentapoäng som motsvara 15%.
Duggapoäng räknas om till tenta poäng entligt den här filen dugga till tenta poäng. Duggapoäng gäller en termin, och adderas till poäng som man får på tentan.
Betygsättning på tentan (max 40 poäng) är:

• 00.0 - 18.0 poäng: F
• 18.5 - 19.5 poäng: Fx
• 20.0 - 24.0 poäng: E
• 24.5 - 28.5 poäng: D
• 29.0 - 33.0 poäng: C
• 33.5 - 37.5 poäng: B
• 38.0 - 40.0 poäng: A

För att klara kursen måste man får godkännd på demonstrationen och laborationerna. Om man får vällgodkännd på laboration 2, då höjs tentabetyget ett steg, om tenta betyget var minst E (så det gäller inte om tenta betyget först var Fx, och en A höjs inte).

Räknestugan

Om du behöver hjälp med något, är du välkommen på den allmänna räknestugan, torsdager kl. 15:00-18:00 i sal FP41.

Kursforum

Vi kommer att inrätta ett kursforum där kursansvarig, och en assistent träffar några representanter för studenterna vid några tillfällen under kursen.
Tanken är att eventuella problem ska tas upp till diskussion, och i möjligaste mån åtgärdas, under kursens gång.
Studentrepresentanterna i kursforum kan bidra till utformningen av kursutvärderingsenkäten och resultatet av den skall också diskuteras i ett avslutande möte.
Mer information finns här, och här finns en lista för intresseanmälan som ämnesrådet (FÄR) gjort.

För att anmäla dig till Kursforum, föll den här länken Anmälan till Kursforum.

Synpunkter

Om du har synpunkter på kursen, kontakta Eddy Ardonne, någon annan lärare, eller någon av representanterna i kursforum. Kanske kan vi åtgärda det som du reagerat på under kursens gång, kanske för kommande års studenter.

Detaljerat kursinnehåll

Läsanvisningar för varje föreläsning finns i den här filen, som uppdateras regelbunden.

Sektionen av `Electromagnetism' (Grant & Phillips) som behandlas i kursen: