- •Введение
- •Электромагнетизм
- •1. Электростатика
- •1.1. Электрический заряд
- •1.2. Закон Кулона
- •1.3. Напряженность электростатического поля
- •1.4. Поток вектора напряженности. Теорема Гаусса
- •1.5. Потенциал. Разность потенциалов
- •1.6. Диэлектрики в электрическом поле
- •1.7. Проводники в электрическом поле
- •1.8. Электрическая емкость. Конденсаторы
- •Примеры решения задач
- •Контрольные вопросы и задания
- •2. Законы постоянного тока
- •2.1. Сила тока. Закон Ома
- •2.2. Последовательное и параллельное соединение проводников
- •2.3. Правила Кирхгофа
- •2.4. Действие электрического тока
- •Примеры решения задач
- •Контрольные вопросы и задания
- •3. Магнетизм
- •3.1. Магнитное поле. Опыт Ампера
- •3.2. Магнитная индукция
- •3.3. Закон Био-Савара-Лапласа
- •3.4. Силы Ампера и Лоренца
- •3.5. Магнитный поток. Теорема Гаусса и закон полного тока
- •3.6. Явление электромагнитной индукции
- •3.7. Явление самоиндукции
- •3.8. Энергия магнитного поля
- •Примеры решения задач
- •Контрольные вопросы и задания
- •4. Электромагнитные колебания
- •Примеры решения задач
- •Контрольные вопросы и задания
- •5. Уравнения Максвелла
- •5.1. Ток смещения
- •5.2. Уравнения Максвелла в интегральной форме
- •5.3. Уравнения Максвелла в дифференциальной форме
- •5.4. Свойства уравнений Максвелла
- •Примеры решения задач Задача 5.1.
- •Контрольные вопросы и задания
- •6.Основные понятия, законы и формулы
- •10. Температурная зависимость сопротивления
- •32. Мощность в цепи переменного тока
- •33.Уравнения Максвелла в интегральной форме
- •7. Задачи для самостоятельного решения
- •8. Пример научной проблемы и технического использования электростатики
- •8.1. Влияние дискретности распеделения заряда на электростатическое поле и его силовые характеристики
- •Справочные материалы
- •Удельное сопротивление, температурный коэффициент сопротивления (при 20,0)
- •Относительные диэлектрические проницаемости
- •Библиографический список учебной и научной литературы
- •Заключение
- •Предметный указатель
- •Содержание
Заключение
Раздел «Электродинамика» фактически завершает процесс изучения студентами классической физики, впервые возникшей в труде И. Ньютона «Математические начала натуральной философии» (1687 г.), в котором он сформулировал три основных закона механики и закон всемирного тяготения. В этой работе гений Ньютона открыл столь фундаментальные законы механики, что они легли в основу построения механистической картины строения мира.
Данное представление господствовало вплоть до 1873 г., когда другой гений ‑ Дж. Максвелл сформулировал уравнения, описывающие закономерности электромагнитных явлений. Эти закономерности уже не могли быть объяснены с точки зрения механики Ньютона.
В отличие от классической механики, где предполагается, что взаимодействие между телами осуществляется мгновенно (теория дальнодействия), теория Максвелла утверждала, что взаимодействие осуществляется с конечной скоростью, равной скорости света в вакууме, посредством электромагнитного поля (теория близкодействия). Результаты, полученные Максвеллом, были столь потрясающими, что привели к стремительному развитию целого ряда других физических теорий, среди которых следует упомянуть прежде всего волновую оптику.
Попытка «примирить» ньютоновскую и максвелловскую концепции мироздания подвигли третьего гения – А. Эйнштейна в 1905 г. создать Специальную теорию относительности. Более того, выводы, полученные из теории Максвелла, так или иначе, повлияли на возникновение в самом начале XX века совершенно новой науки – квантовой физики.
С другой стороны развитие теории электромагнетизма во второй половине XIX века привело к мощному подъему научно-технического прогресса. В его основе лежали экспериментальные законы, полученные при изучении электрических и магнитных полей. Не будет преувеличением сказать, что основа научно-технической и технологической революции, случившейся во второй половине XX века, была заложена именно в работах ученых XIX века.
Однако будет ошибкой посчитать, что электромагнетизм как раздел физики является законченной теорией. До сих пор в нем остается значительное количество не до конца объясненных фактов, в том числе, имеющих важное практическое значение.
Предметный указатель
Ампер 36, 50, 58
Атомы
неполярные 22
полярные 22
Вектор Пойнтинга 71
смещения 22, 96, 99, 101
Время релаксации 80
Градиент 17, 101
Декремент затухания логарифмический 83
Дивергенция 102
Диполь 22
Диэлектрики
неполярные 22
полярные 22
Добротность 92
Емкость 27
конденсатора 28
проводника 28
Заряд 5, 7 22, 27
неподвижный 5
объемный 8, 11
поверхностный 11
пробный 8
связанный 22, 99
Закон Ампера 58
Био-Савара-Лапласа 54
Джоуля-Ленца 43
индукции электромагнитной 65
Кулона 7
Ома 36
сохранения заряда 5
Импеданс 82
Индуктивность 68
взаимная 68
Индукция взаимная 68
поля магнитного 52
электрическая 22, 96
электромагнитная 65
Конденсатор 27
плоский 27
сферический 27
цилиндрический 28
Контур колебательный 79
Линии силовые 8, 52
Момент 27
- дипольный 22, 27,
сил 27
Мощность тока 43
переменного 88
Намагниченность 72
спонтанная 73
Напряжение 17, 36
Напряженность 8, 36
поля диполя 23
поля магнитного 52
поля электрического 8, 37
Оператор Лапласа 99
Плотность заряда 9
линейная 9
объемная 10
поверхностная 11
Плотность потока энергии 27
Плотность тока 36, 43
Плотность энергии поля магнитного 71
Плотность энергии поля электрического 27
Подвижность зарядов
электронов 43
Поле
магнитное 50
потенциальное 17
соленоида 55
тока элементарного 54
точечного заряда 8
Холла 71
Электрическое 5, 8
Поляризация 22
ионная решеточная 23
Поляризованность 22
Потенциал
поля 17
проводника 36
скалярный 17
Правила Кирхгофа 41
Правило Ленца 43
Принцип суперпозиции 8, 50
Проводимость электрическая
удельная 36
Пьезоэлектрики 23
Пьезоэффект 23
Работа тока 43
Разность потенциалов 17, 36
Резонанс 81
напряжений 81
токов 82
Ротор 101
Самоиндукция 69
Сегнетоэлектрики 23
Сила Ампера 36, 50, 58
взаимодействия токов прямолинейных 50
Лоренца 58
тока 36
насыщения 63
электродвижущая сторонняя 43
Скорость
дрейфа 36
Теорема
Гаусса 11, 99, 101
Ток
переменный 89
смещения 96
Трансформатор 69
Ферромагнетики 70
Формула
Гаусса-Остроградского 11
Томсона 88
Цепь замкнутая 38
Электризация 23
Электропроводимость 36
Электрон 8
Энергия
диполя 23
зарядов 24
поля зарядов 24
поля магнитного 72
проводников заряженных 72
поля электрического 17
Эффект Холла 114