6) Определить емкость C кольца из тонкого провода кругового сечения. Радиус кольца b, радиус сечения провода a (
).
1.7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины "Электродинамика":
1.7.1. Основная литература:
, , Современная электродинамика. Часть I. Микроскопическая теория, Москва – Ижевск, НИЦ “Регулярная и хаотическая динамика”, 2005. , Современная электродинамика. Часть II. Теория электромагнитных явлений в веществе, Москва – Ижевск, НИЦ “Регулярная и хаотическая динамика”, 2005.1.7.2. Дополнительная литература:
, , Теория поля, Москва, “Наука”, 1988. , , Электродинамика сплошных сред, Москва, “Наука”, 1982. , Курс теоретической физики. Том I, Москва, “Наука”, 1969.Основная литература доступна в библиотеке факультета в достаточном количестве. Как основная, так и дополнительная литература доступна в электронном виде.
1.7.3. Список авторских методических разработок:
В Цифровом кампусе ЮФУ находятся
1. Курс лекций "Электродинамика" (132 стр.).
2. Презентации к лекционному курсу "Электродинамика" (165 слайдов).
3. Задания по электродинамике для самостоятельной работы студентов (8 стр.).
1.8. Материально-техническое обеспечение дисциплины "Электродинамика".
Персональный компьютер (ноутбук) и проектор для демонстрации презентаций.
1.9. Учебная карта дисциплины.
№ | Виды контрольных мероприятий | Количество баллов за 1 контрольное мероприятие | 1. Уравнения Максвелла | 2. Решения уравнений Максвелла | 3. Электромагнитные поля на больших расстояниях | 4. Электромагнитное поле в сплошных средах |
Количество баллов | ||||||
Текущий контроль | 12,5 | 7,5 | 7,5 | 12,5 | ||
1 | Посещение лекций | 0,5 | 2,5 | 1,5 | 1,5 | 2,5 |
2 | Работа на практических занятиях | 2 | 10 | 6 | 6 | 10 |
Рубежный контроль | 10 | 10 | 10 | – | ||
1 | Коллоквиум | 10 | 10 | 10 | 10 | – |
Промежуточная аттестация | ||||||
1 | Экзамен | 30 | Экзамен (30) |
2. Краткое изложение программного материала.
Часть I. Уравнения Максвелла.
Цель: После изучения данной части курса студент должен знать уравнения Максвелла для электромагнитного поля в вакууме, их физический смысл; уравнения электростатики и магнитостатики как частные случаи уравнений Максвелла; закон электромагнитной индукции; закон сохранения заряда; уравнения движения заряда в электромагнитном поле; законы сохранения энергии и импульса для электромагнитного поля; связь между потенциалами и напряженностями поля; роль потенциалов в электродинамике; калибровки Кулона и Лоренца, уравнения для потенциалов поля в различных калибровках; иметь представление о калибровочной инвариантности; уметь решать стандартные задачи электродинамики с использованием математического аппарата векторного и тензорного анализа, дифференциального и интегрального вычисления, в частности, рассчитывать потенциалы и напряженности электромагнитного поля в вакууме.
Содержание части I:
Тема 1.Вывод уравнений электромагнитного поля в вакууме.
Начало изучения электромагнитных явлений. Работы Фарадея и Максвелла. Представление об электрическом поле. Уравнения электростатики. Уравнения магнитостатики. Связь электрических и магнитных явлений. Закон электромагнитной индукции. Закон сохранения электрического заряда. Окончательная форма уравнений поля. Физический смысл уравнений Максвелла. Закон сохранения энергии для электромагнитного поля. Закон сохранения импульса для электромагнитного поля.
Тема 2. Потенциалы электромагнитного поля.
Связь между потенциалами и напряженностями электромагнитного поля. Неоднозначность определения потенциалов. Калибровочные преобразования. Представление о четырехмерной формулировке электродинамики. Тензор электромагнитного поля. Теорема единственности для системы уравнений Максвелла. Уравнения движения заряженных частиц. Присутствие уравнения связи в числе уравнений поля и калибровочная инвариантность. Калибровочные условия. Калибровки Кулона и Лоренца. Представление об эффекте Ааронова – Бома.
Задания для студентов указаны в разделе 1.6. Активная работа студента на каждом практическом занятии оценивается в 2 балла.
Форма рубежного контроля – коллоквиум, устное обсуждение ключевых моментов теоретической части курса. Максимальный балл, который может получить студент, – 10 баллов.
Часть II. Решения уравнений Максвелла
Цель: После изучения данной части курса студент должен знать вид уравнений поля в отсутствие источников; волновые решения уравнений поля; понятия плоской волны, фазы волны, волновой поверхности, волнового фронта; иметь представление о поперечности электромагнитных волн; частично поляризованных волнах; интенсивности электромагнитных волн; знать вид уравнений поля в присутствие источников; общее решение уравнений поля с источниками, выраженное через функцию Грина неоднородного уравнения д'Аламбера; физический смысл запаздывающих потенциалов, потенциалы Лиенара – Вихерта; уметь различать виды поляризации электромагнитных волн, вычислять степень поляризации волны.
Содержание части II:
Тема 3. Свободное электромагнитное поле.
Уравнения поля в отсутствие источников. Решение уравнения д'Аламбера для плоских волн. Свойство поперечности электромагнитных волн. Монохроматическая волна. Поляризация волн. Частично поляризованные волны. Тензор поляризации.
Тема 4. Запаздывающие потенциалы.
Функция Грина неоднородного уравнения д'Аламбера. Общее решение уравнений поля с источником. Физический смысл запаздывающих потенциалов. Потенциалы Лиенара – Вихерта.
Задания для студентов указаны в разделе 1.6. Активная работа студента на каждом практическом занятии оценивается в 2 балла.
Форма рубежного контроля – коллоквиум, устное обсуждение ключевых моментов теоретической части курса. Максимальный балл, который может получить студент, – 10 баллов.
Часть III. Электромагнитные поля на больших расстояниях
Цель: После изучения данной части курса студент должен знать определения дипольного и магнитного моменты системы зарядов, тензора квадрупольного момента системы зарядов; виды излучения электромагнитных волн; уметь раскладывать потенциалы и напряженности электрического и магнитного полей в ряды по малым параметрам; вычислять интенсивность излучения; пользоваться методами приближенного описания полей систем зарядов и токов на больших расстояниях от источников; иметь представление о различных видах излучения: дипольном, квадрупольном, магнито-дипольном, тормозном, синхротронном и других.
Содержание части III:
Тема 5. Поля статических систем зарядов и токов.
Разложение скалярного потенциала в ряд по малым параметрам. Дипольный момент системы зарядов. Тензор квадрупольного момента системы зарядов. Разложение векторного потенциала в ряд по малым параметрам. Магнитный момент системы зарядов.
Тема 6. Излучение электромагнитных волн.
Разложение запаздывающих потенциалов в ряды по малым параметрам. Интенсивность излучения. Дипольное излучение. Квадрупольное и магнито-дипольное излучение. Краткая характеристика других видов излучения (тормозное, магнито-тормозное, синхротронное, ондуляторное, переходное, излучение Вавилова – Черенкова и др.).
Задания для студентов указаны в разделе 1.6. Активная работа студента на каждом практическом занятии оценивается в 2 балла.
Форма рубежного контроля – коллоквиум, устное обсуждение ключевых моментов теоретической части курса. Максимальный балл, который может получить студент, – 10 баллов.
Часть IV. Электромагнитное поле в сплошных средах
Цель: После изучения данной части курса студент должен знать уравнения Максвелла для электромагнитного поля в сплошной среде, определения электрической и магнитной поляризации, электрической и магнитной индукции и напряженностей полей в среде, диэлектрической и магнитной восприимчивости, диэлектрической и магнитной проницаемости, проводимости среды, уравнения Максвелла в линейных средах; законы сохранения энергии и импульса для электромагнитного поля в линейных средах; теоремы взаимности; условия на границе раздела двух сред; классификацию и физические свойства сплошных сред; закон Ома, закон Джоуля – Ленца; основы электростатики проводников; описание электромагнитного поля в среде с пространственной и временной дисперсией; уметь решать стандартные задачи электродинамики сплошных сред, вычислять емкостные коэффициенты; различать пассивные и активные среды; отличать механизмы поляризации диэлектриков; владеть представлениями о свойствах диэлектриков, парамагнетиков, диамагнетиков, полупроводников, проводников, сверхпроводников, сегнетоэлектриков, пьезоэлектриков, ферромагнетиков и антиферромагнетиков, а также о таких явлениях как электрострикция, электрокалорический эффект, прямой и обратный пьезоэффект.
Содержание части IV:
Тема 7. Уравнения электродинамики сплошных сред.
Особенности описания электромагнитного поля в веществе. Необходимость усреднения уравнений Максвелла. Вектор электрической поляризации. Вектор магнитной поляризации. Система уравнений Максвелла в сплошной среде. Уравнения Максвелла в линейных средах. Классификация сред. Закон сохранения энергии в сплошной среде. Закон сохранения импульса в сплошной среде. Принцип взаимности Лоренца. Принцип взаимности Грина. Условия на границе раздела двух сред.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
