1. Eğitim Bilgi Sistemi
  2. Fizik Pr. (Yl)
  3. İleri Elektromanyetik Teori (2024 - 2025)
Ders Adı Kodu Yarıyıl T+U Saat Kredi AKTS
İleri Elektromanyetik Teori FIZ 504 1 3 + 0 3 6
Ön Koşul Dersleri

Fizik 2 Elektrik ve Manyetizma dersini almış ve başarıyla vermiş olmak,

Matematik 1, Matematik 2, 
Önerilen Seçmeli Dersler
Dersin Dili Türkçe
Dersin Seviyesi YUKSEK_LISANS
Dersin Türü Zorunlu
Dersin Koordinatörü Prof.Dr. HÜSEYİN MURAT TÜTÜNCÜ
Dersi Verenler Prof.Dr. HÜSEYİN MURAT TÜTÜNCÜ,
Dersin Yardımcıları

Fizik Bölümü Araştırma Görevlileri
Dersin Kategorisi Diğer
Dersin Amacı

Elektrik ve manyetik alanlarla ilgili yasaların elektromanyetik kuram altında birleştiğini göstermek, elektrodinamik sistemleri analiz etmek ve matematiksel yöntemleri ileri düzeyde problemlere uygulatmak
Dersin İçeriği

Elektrostatik ve Elektrostatikte Sınır Değer Problemleri, Çok-kutuplar, Makroskobik Ortamlarda Elektrostatik, Dielektrikler, Manyetostatik, Zamanla Değişen Alanlar, Maxwell Denklemleri
Kalkınma Amaçları
# Ders Öğrenme Çıktıları Öğretim Yöntemleri Ölçme Yöntemleri
1 İletkenlerde ve yalıtkanlarda elektrik alan kavramını tanımlar ve problemlere çözüm getirir. Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, Tartışma, Deney ve Laboratuvar, Gezi / Gözlem,
2 Elektrostatiğin Gauss yasasını yüklü cisimlere uygular. Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, Tartışma, Deney ve Laboratuvar, Gezi / Gözlem,
3 Yüklü cisimlerin elektrostatik potansiyel ve potansiyel enerjilerini karşılaştırır ve yorumlar. Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, Tartışma, Deney ve Laboratuvar, Gezi / Gözlem,
4 Elektrostatikte sınır değer problemlerinin çözümlerini bilir ve yöntemleri karşılaştırır. Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, Tartışma, Deney ve Laboratuvar, Gezi / Gözlem,
5 Verilen iki boyutlu potansiyel problemini analiz eder. Beyin Fırtınası, Tartışma, Deney ve Laboratuvar, Gezi / Gözlem, Anlatım, Soru-Cevap,
6 Küresel koordinatlarda Laplace denkleminin çözümünü araştırır. Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, Tartışma, Deney ve Laboratuvar, Gezi / Gözlem,
7 Silindirik koordinatlarda Green fonksiyonlarını analiz eder ve çözümler. Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, Tartışma, Deney ve Laboratuvar, Gezi / Gözlem,
8 Multipol açılımını ve maddesel ortamlarda elektrostatiği örneklerle açıklar. Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, Tartışma, Deney ve Laboratuvar, Gezi / Gözlem,
9 Dielektrikli ortamlarda sınır-değer problemlerine çözümler üretir. Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, Tartışma, Deney ve Laboratuvar, Gezi / Gözlem,
10 Manyetik ortamlarda Lorentz kuvvetini ve Biot-Savart yasasını analiz eder. Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası, Tartışma, Deney ve Laboratuvar, Gezi / Gözlem,
11 Maxwell denklemlerini açıklar ve örnekler üzerinde uygulamasını gerçekleştirir. Tartışma, Deney ve Laboratuvar, Gezi / Gözlem, Anlatım, Soru-Cevap, Beyin Fırtınası,
Hafta Ders Konuları Ön Hazırlık
1 Elektrostatiğe Giriş: Elektrik alan, Gauss yasası, Yüzeysel yük ve çift-kutup dağılımları, Poisson ve Laplace denklemleri, Green teoremi 65-70
2 Drichlet ya da Neumann sınır koşulları ile çözümün tekliği, Elektrostatik sınır değer problemlerinin Green fonksiyonuyla çözümü 70-77
3 Elektrostatik potansiyel enerji ve enerji yoğunluğu 77-90
4 Elektrostatikte Sınır Değer Problemleri, Görüntü yükleri teoremi, Yalıtılmış yüklü bir iletken küre karşısında noktasal yük, Görüntü yükleri yöntemiyle düzgün elektrik alanında iletken küre, 90-95
5 Yarı-küreleri ayrı potansiyelde tutulan iletken küre, Dik fonksiyonlar ve açılımlar, Değişkenlerin ayrılması, İki-boyutlu potansiyel problemi, Fourier serisinin toplanması 95-110
6 Küresel koordinatlarda Laplace denklemi, Legendre denklemi, Bağlı Legendre fonksiyonları ve küresel harmonikler 110-135
7 Silindirik koordinatlarda sınır-değer problemleri, Potansiyel problemlerinin küresel Green fonksiyonu açılımıyla çözümü, Silindirik koordinatlarda Green fonksiyonlarının açılımı. 135-146
8 Çok-kutup açılımı, Maddesel ortamlarda elektrostatik, Dielektrikli sınır-değer problemleri 146-160
9 ARASINAV
10 Molekülsel kutuplanırlık ve elektriksel alınganlık, Dielektrik ortamlarda elektrostatik enerji. 160-165
11 Biot ve Savart yasası, Amper yasası, Vektör potansiyeli, Yerleşik bir akım dağılımının manyetik alanları 215-218
12 Manyetik moment, Makroskobik denklemler, Düzgün mıknatıslanmış küre, Manyetik perdeleme, Düzgün bir alan içinde geçirgen maddeden küresel kabuk 218-221
13 Zamanla Değişen Alanlar, Faradayın indüksiyon yasası, Maxwellin yerdeğiştirme akımı. 220-227
14 Maxwell denklemleri, Ayar dönüşümleri, Poynting teoremi, Makroskobik ortamlar için korunum yasaları, Manyetik tek kutuplar sorunu. 235-249
Kaynaklar
Ders Notu

[1] Introduction to Electrodynamics, D.J. Griffths, Prentice Hall, 1989.
Ders Kaynakları

[2] Elektromanyetik Teori, çev.: B. Ünal, Gazi Kitabevi, Ankara, 2003.
[2] Classical Electrodynamics, J. D. Jackson, John Wiley & Sons, 1998.
Sıra Program Çıktıları Katkı Düzeyi
1 2 3 4 5
1 Yaşadığı toplumun bilgi toplumu olmasına katkıda bulunmak, toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik sorunlara çözüm sunmak amaçlarıyla alanındaki bilimsel, teknolojik, sosyal veya kültürel ilerlemeleri ulusal ve uluslararası bilimsel ortamlarda (toplantılarda) tanıtır.
2 Alanında bilimsel araştırma yaparak bilgiye genişlemesine ve derinlemesine ulaşır, alanında güncel teknik ve yöntemler ile bunların kısıtları hakkında kapsamlı bilgiye sahip olup ve elde ettiği bilgiyi değerlendirir, yorumlar ve uygular.
3 Alanı ile ilgili problemleri tanımlar ve formüle eder, yeni ve/veya özgün fikir ve yöntemler geliştirir; karmaşık sistem veya süreçleri tasarlar ve tasarımlarında yenilikçi/alternatif çözümler ile gelişmekte olan yenilikçi yöntemleri kullanır.
4 Kuramsal, deneysel ve modelleme esaslı araştırmaları tasarlar ve uygular, belirsiz, sınırlı ya da eksik verileri bilimsel yöntemlerle tamamlar; verilerin toplanması, yorumlanması, duyurulması aşamalarında ve mesleki tüm etkinliklerde toplumsal, bilimsel ve etik değerleri gözetir.
5 Alanındaki uygulamaların sosyal, çevresel, sağlık, güvenlik, hukuki boyutlarını ve iş hayatı uygulamalarını bilir ve bunların getirdiği kısıtların farkındadır. Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin bir biçimde birlikte ve ya bağımsız çalışabilir ve sorumluluk alır.
6 Alanındaki lisans düzeyi yeterliliklerinden hareketle laboratuvar, modem cihazlar, yazılımlar, yöntemler, tasarımlar hakkında uygulamalı ve teorik bilgilere sahip olur, bu yöntemlerle akademik düzeyde elde ettiği özgün sonuçları bilimsel aktarım yollarıyla (makale, proje, bildiri..vs.) paylaşıp yorumlar.
7 Fizikte uzmanlık alanı ile ilgili sorunların farkına varır, bağımsız olarak eleştirel bakış, sorgulama ve problem çözme becerilerini kullanıp sorumluluk alarak yenilik, strateji, uygulama planları geliştirir, geliştirdiği planları kalite süreçleri çerçevesinde uygulamaya dönüştürmeye katkı sağlar.
# Ders Öğrenme Çıktılarının Program Çıktılarına Katkısı PÇ 1 PÇ 2 PÇ 3 PÇ 4 PÇ 5 PÇ 6 PÇ 7
1 İletkenlerde ve yalıtkanlarda elektrik alan kavramını tanımlar ve problemlere çözüm getirir.
2 Elektrostatiğin Gauss yasasını yüklü cisimlere uygular.
3 Yüklü cisimlerin elektrostatik potansiyel ve potansiyel enerjilerini karşılaştırır ve yorumlar.
4 Elektrostatikte sınır değer problemlerinin çözümlerini bilir ve yöntemleri karşılaştırır.
5 Verilen iki boyutlu potansiyel problemini analiz eder.
6 Küresel koordinatlarda Laplace denkleminin çözümünü araştırır.
7 Silindirik koordinatlarda Green fonksiyonlarını analiz eder ve çözümler.
8 Multipol açılımını ve maddesel ortamlarda elektrostatiği örneklerle açıklar.
9 Dielektrikli ortamlarda sınır-değer problemlerine çözümler üretir.
10 Manyetik ortamlarda Lorentz kuvvetini ve Biot-Savart yasasını analiz eder.
11 Maxwell denklemlerini açıklar ve örnekler üzerinde uygulamasını gerçekleştirir.
Değerlendirme Sistemi
Yarıyıl Çalışmaları Katkı Oranı
1. Ara Sınav 50
1. Ödev 30
1. Kısa Sınav 20
Toplam 100
1. Yıl İçinin Başarıya 50
1. Final 50
Toplam 100
AKTS - İş Yükü Etkinlik Sayı Süre (Saat) Toplam İş Yükü (Saat)
Ders Süresi (Sınav haftası dahildir: 16x toplam ders saati) 16 3 48
Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi(Ön çalışma, pekiştirme) 16 3 48
Ara Sınav 1 5 5
Final 1 10 10
Kısa Sınav 2 20 40
Toplam İş Yükü 151
Toplam İş Yükü / 25 (Saat) 6,04
Dersin AKTS Kredisi 6