Электростатика



Скачать 71.14 Kb.
Дата20.10.2012
Размер71.14 Kb.
ТипПрограма
ПРОГРАМА КУРСА ОБЩЕЙ ФИЗИКИ ДЛЯ I КУРСА ЭТФ
Весенний семестр 2010 г.

Часть 1. Электростатика



Электромагнитное взаимодействие, электрический заряд и его свойства, закон сохранения заряда. Закон Кулона. Электростатическое поле, напряженность поля, напряженность поля точеч-ного заряда. Принцип суперпозиции, метод расчета напряженности с помощью принципа супер-позиции, виды пространственного распределения заряда.

Потенциал электростатического поля. Потенциальный характер электростатического поля, потенциал точечного заряда, принцип суперпозиции для потенциала, эквипотенциальные поверх-ности. Интегральная и дифференциальная связь между напряженностью и потенциалом.

Теорема Остроградского-Гаусса. Применение теоремы О-Г для расчета напряженности, поле заряженной сферы и заряженной плоскости, поле двух плоскостей, плоский воздушный конденсатор. Теорема Гаусса в дифференциальной форме.

Электрический диполь. Потенциал диполя в дальней зоне. Точечный диполь во внешнем поле.

Электростатическое поле в веществе Проводники и диэлектрики.

Поляризация диэлектрика. Свободные и связанные заряды. Полярные и неполярные моле-кулы, механизмы поляризации диэлектрика, вектор поляризации. Описание поля в диэлектрике, поле свободных и связанных зарядов, вектор индукции электрического поля. Диэлектрическая восприимчивость и диэлектрическая проницаемость, связь между векторами E и D для изотроп-ного диэлектрика. Теорема Гаусса для диэлектрика. Теорема Гаусса в дифференциальной форме, объемная плотность связанных зарядов. Условия для электрического поля на границе раздела диэлектриков, расчет поверхностной плотности связанных зарядов.

Проводники в электростатическом поле, напряженность поля вблизи поверхности провод-ника. Электроемкость уединенного проводника и конденсатора. Емкость плоского, сферического и цилиндрического конденсаторов (вывод). Энергия заряженного проводника и конденсатора. Энергия взаимодействия системы зарядов и электрического поля. Закон сохранения энергии для электрического поля. Объемная плотность энергии электрического поля.

Часть 2. Магнетизм



Постоянный электрический ток. Сила тока, плотность тока, уравнение непрерывности. Эле-менты классической теории проводимости металлов, движение электронов в металле, закон Ома и закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме. Законы постоянного тока, обобщенный за-кон Ома для участка цепи, правила Кирхгофа, закон Джоуля-Ленца.

Постоянное магнитное поле в вакууме. Вектор индукции магнитного поля, сила Лоренца. Принцип суперпозиции. Закон Био-Савара-Лапласа, магнитное поле прямолинейного участка то-ка, поле бесконечного прямого тока. Закон полного тока (без вывода), поле длинного соленоида, поле тороидального соленоида.

Сила Ампера. Взаимодействие двух параллельных токов.
Контур с током в однородном маг-нитном поле, магнитный момент контура, вращающий момент, действующий на контур в маг-нитном поле.

Работа, совершаемая при перемещении контура с током в магнитном поле. Магнитный по-ток через контур. Работа совершаемая при повороте и при плоскопараллельном перемещении контура, ее связь с изменением магнитного потока. Потенциальная энергия контура в магнитном поле.

Магнитное поле в веществе. Диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики. Атом в маг-нитном поле, магнитный момент атома, гиромагнитное отношение. Прецессия орбиты электрона в магнитном поле, теорема Лармора, частота Лармора. Описание поля в магнетиках, векторы напряженности и намагниченности. Теорема полного тока для магнитного поля в веществе, маг-нитная восприимчивость и магнитная проницаемость. Диамагнетики и парамагнетики в магнит-ном поле. Ферромагнетики, намагничивание ферромагнетиков, домены, точка Кюри. Необрати-мые процессы в ферромагнетиках, гистерезис, остаточная намагниченность и коэрцитивная сила.

Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея и правило Ленца. Э.д.с., возникающая в контуре с переменной площадью. Вихревое электрическое поле, порождаемое переменным маг-нитным полем, циркуляция вектора напряженности электрического поля по замкнутому контуру. Явление самоиндукции. Индуктивность контура, индуктивность длинного соленоида. Переход-ные процессы в индуктивном контуре. Явление взаимной индукции, коэффициент взаимной ин-дукции.

Энергия магнитного поля. Энергия индуктивного контура с током. Энергия магнитного по-ля длинного соленоида. Плотность энергии магнитного поля, энергия поля в двухпроводной сис-теме.

Часть3. Электромагнитное поле.

Уравнения Максвелла. Ток смещения, закон полного тока в интегральной и дифференциаль-ной форме. Система уравнений Максвелла в интегральной и дифференциальной форме, электро-магнитное поле в вакууме, волновое уравнение.

Основы теории колебаний. Механические колебания под действием упругой силы, уравне-ние гармонических колебаний, гармонический осциллятор, частота, амплитуда и фаза гармони-ческих колебаний. Свободные гармонические колебания в электрической цепи (LC – цепочка), колебания тока и напряжения, энергия колебаний. Сложение гармонических колебаний одинако-вой частоты, комплексная амплитуда, правило сложения амплитуд. Свободные затухающие коле-бания в электрической цепи (RLC – цепочка), решение уравнения затухающих колебаний, апери-одический процесс, слабо затухающие колебания. Время и декремент затухания, добротность ко-лебательного контура. Вынужденные колебания в электрической цепи, зависимость амплитуды колебаний тока от вынуждающей частоты , явление резонанса.

Электромагнитные волны. Простейшее решение одномерного волнового уравнеия, уравне-ние плоской монохроматической бегущей волны, амплитуда и фаза волны, длина волны. Трех-мерное волновое уравнение, волновая поверхность, движение точек волнового фронта, фазовая скорость, плоские и сферические волны. Поляризация электромагнитной волны, электрический и магнитный векторы плоской волны, поперечность электромагнитных волн, виды поляризации: плоская, круговая, эллиптическая. Энергия электромагнитной волны, плотность энергии, интенсивность, вектор Пойнтинга. Суперпозиция бегущих волн, стоячая электромагнитная волна, узлы и пучности стоячей волны. Эффект Доплера для электромагнитной волны, инвари-антность фазы волны, продольный и поперечный эффект Доплера. Излучение электромагнитных волн, дипольное излучение. Условие “точечности” излучающего диполя, кулоновское поле осциллирующего диполя в волновой зоне, поле излучения диполя, вектор Пойнтинга, диаграмма направленности и мощность дипольного излучения.

Распространение света в прозрачной среде. Прозрачные среды, скорость света в среде, показатель преломления. Принцип Ферма, световой луч, оптическая длина пути. Законы отражения и преломления света как следствие принципа Ферма. Полное внутреннее отражение. Коэффициент отражения, нормальное и наклонное падение света, p и s – волны, формулы Френеля.

Основные вопросы для подготовки по курсу “Электромагнетизм”
Электрический заряд, закон сохранения заряда. Закон Кулона. Напряженность электри-ческого поля, напряженность поля точечного заряда. Принцип суперпозиции.

Потенциал электростатического поля. Потенциальный характер электростатического по-ля, потенциал точечного заряда, принцип суперпозиции для потенциала, эквипотенциальные поверхности. Интегральная и дифференциальная связь между напряженностью и потенциалом.

Теорема Остроградского-Гаусса (формулировка). Применение теоремы О-Г для расчета напряженности, поле заряженной сферы и заряженной плоскости, поле двух плоскостей, плоский воздушный конденсатор.

Поляризация диэлектрика. Свободные и связанные заряды. Описание поля в диэлектрике, поле свободных и связанных зарядов, вектор индукции электрического поля, диэлектрическая проницаемость, связь между векторами E и D для изотропного диэлектрика. Теорема Гаусса для вектора D.

Проводники в электростатическом поле, напряженность поля вблизи поверхности провод-ника. Электроемкость уединенного проводника и конденсатора. Емкость плоского, сферическо-го и цилиндрического конденсаторов. Энергия заряженного проводника и конденсатора. Об-ъемная плотность энергии электрического поля.

Постоянный электрический ток. Сила тока, плотность тока. Законы постоянного тока, обобщенный закон Ома для участка цепи, правила Кирхгофа, закон Джоуля-Ленца.

Вектор индукции магнитного поля, сила Лоренца. Принцип суперпозиции. Закон Био-Савара-Лапласа (без вывода). Закон полного тока (без вывода), поле длинного соленоида.

Сила Ампера. Взаимодействие двух параллельных токов.

Работа, совершаемая при перемещении контура с током в магнитном поле, ее связь с маг-нитный потоком через контур. Потенциальная энергия контура в магнитном поле.

Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея и правило Ленца. Явление самоин-дукции. Индуктивность контура, индуктивность длинного соленоида.

Энергия магнитного поля. Энергия индуктивного контура с током. Плотность энергии магнитного поля.

Свободные гармонические колебания в электрической цепи (LC – цепочка), колебания тока и напряжения, энергия колебаний.. Свободные затухающие колебания в электрической цепи (RLC – цепочка). Вынужденные колебания в электрической цепи, явление резонанса.

Электромагнитные волны. Простейшее решение одномерного волнового уравнения, урав-нение плоской монохроматической бегущей волны, амплитуда и фаза волны, длина волны.. Поляризация электромагнитной волны, электрический и магнитный векторы плоской волны, поперечность электромагнитных волн. Энергия электромагнитной волны, плотность энергии, интенсивность, вектор Пойнтинга.

Похожие:

Электростатика iconУрок по теме: "Электростатика" Статья отнесена к разделу
Электростатика”. Цель этого урока – повторить, обобщить знания об электрическом заряде, о взаимодействии заряженных тел, о существовании...
Электростатика iconКроссворд «Электростатика»
Единица, которой измеряется величина, определяемая формулой k
Электростатика iconПланы ответов к билетам выпускного экзамена по Физике Электростатика и постоянный ток

Электростатика iconКонтрольная работа по теме: «Электростатика»
Физическая величина, характеризующая способность тела к электрическим взаимодействиям
Электростатика iconЛабораторная работа №5. Электростатика
Целью данной работы является экспериментальное изучение электростатического поля в простейших случаях
Электростатика iconЭлектростатика межфазных границ в равновесных кулоновских системах
Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и утс, 14 – 18 февраля 2011 г
Электростатика iconКонтрольная работа по теме: «Электростатика»
Какая физическая величина является силовой характеристикой электрического поля? Выберите правильный ответ
Электростатика iconЭлектростатика. Примеры решения задач
Найти напряженность поля и потенциал во всем пространстве тонкой сферы радиуса, равномерно заряженной до заряда
Электростатика icon«Электростатика» 10 класс
Запишите формулу напряженности поля точечного заряда и объясните каждую величину, входящую в формулу
Электростатика iconКонтрольная работа №5 Тема: «Электростатика» 10 класс
В пространстве на равных расстояниях друг от друга размещены три равных по модулю заряда
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org