Kursplan för Elektromagnetiska vågor och komponenter

Kursplan fastställd 2021-02-26 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnElectromagnetic waves and components
  • KurskodRRY036
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPWPS
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeElektroteknik, Teknisk fysik
  • InstitutionRYMD-, GEO- OCH MILJÖVETENSKAP
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 29125
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0111 Laboration1 1,5 hp
Betygsskala: UG		1,5 hp
0211 Tentamen 6 hp
Betygsskala: TH		6 hp
  • 24 Okt 2022 fm J
  • 03 Jan 2023 em J
  • 22 Aug 2023 em J
1 Kursmodulen ges av institutionen MIKROTEKNOLOGI OCH NANOVETENSKAP

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Grundläggande kunskaper i flervariabelanalys och elektromagnetisk fältteori.

Syfte

Syftet med kursen är att ge studenten ökad insikt i och förståelse för de fysikaliska begrepp och principer som används för att beskriva hur elektromagnetiska vågor genereras och detekteras, och deras utbredning genom olika typer av media.

Kursen ger en inblick i hur elektromagnetiska vågor utnyttjas i moderna komponenter inom fotonik och elektronisk kommunikation. Kursen ger också en grund för fortsatta studier inom områden där elektromagnetiska vågor spelar en avgörande roll (t.ex. mikrovågsteknik, fotonik, elektronisk kommunikation och fjärranalys).

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

  • Applicera Maxwells ekvationer för att analysera och lösa vågutbredningsproblem med enkla randvillkor och tolka resultaten.
  • Analysera utbredning av plana och paraxiala elektromagnetiska vågor i homogena och inhomogena förlustbehäftade medier, hur vågen reflekteras/bryts vid dielektriska och ledande gränsytor, och utvärdera hur vågen påverkas av dispersion och spridning.
  • Beskriva mekanismen för utbredning och reflektion av spänningsvågor längs transmissionsledningar.
  • Förklara vad som menas med: karakteristisk impedans, vågimpedans, komplexa brytningsindex, Poyntings vektor, fashastighet, grupphastighet, dispersion, och spridning.
  • Utföra beräkningar på svartkroppsstrålning, och elektrisk dipolstrålning.
  • Utföra beräkningar på spridning av vågor (t.ex. Rayleigh och Thompson spridning).
  • Utföra beräkningar på excitation av och strålningstransport i ett medium med tvånivåsystem.
  • Beskriva fysiska mekanismer för emission och absorption av elektromagnetiska vågor, och metoder för att generera och detektera dem.
  • Använd datorverktyg för att visualisera elektromagnetiska fältfenomen och designa ett hologram.
  • Beskriva principerna för grundläggande fotonik och mikrovågskomponenter, som bygger på vågfenomen.
  • Utföra experimentellt arbete inom fotonik och mikrovågs områden.
  • Redovisa dokumentation av datorbaserat arbete och sammanfatta det experimentella arbetet skriftligt på engelska.
  • Skriva vetenskaplig text på ett etiskt försvarbart sätt, t.ex. relaterat till plagiering och författarskap.

Innehåll

  • Sammanfattning av grundläggande begrepp inom elektromagnetism och vektoranalys.
  • Transmissionsledningar (telegrafekvationer, karakteristisk impedans, reflektioner).
  • Introduktion till vågledare.
  • Utbredning av plana vågor och paraxiala vågor i homogena och inhomogena förlustbehäftade medier (vågekvationer, Poyntings vektor, refraktion, reflexion, polarisation, dispersion, absorption, spridning, diffraktion).
  • Generering och detektion av elektromagnetiska vågor (Larmors formel, dipolstrålning, svartkroppsstrålning, principer för detektion).
  • Excitation av ett tvånivåsystem (stimulerad emission, spontan emission, absorption, kollisioner, ekvationer för nivåpopulationer, statistisk jämvikt, excitationstemperatur). Exempel på flernivåsystem. Strålningstransportekvationen i ett homogent medium med tvånivåsystem (strålningstemperatur, optiskt djup, spektrallinje).

Organisation

Föreläsningar. Räkneövningar. Frivilliga inlämningsuppgifter. Obligatoriska Laborationer (datorsimuleringar och experimentellt arbete). En obligatorisk föreläsning om akademisk hederlighet.
Teoridelen och laborationer omfattar 6,0 och 1,5 hp, respektive.

Litteratur

Bestäms senare.

Examination inklusive obligatoriska moment

Tentamen. Rapporter från laborationer. Delta i en obligatorisk föreläsning om akademisk hederlighet.

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.