А.Н. Матвеев - Электричество и магнетизм

ББК 22.23 МЗЗ УДК 537+538(075) Рецензенты: первая кафедра общей физики Ленинградского государственного университета им. А. А. Жданова (зав. кафедрой проф. Н. И. Калитсевскнй)„акад. АН УССР А. И. Ахнезер (Харьковский физико-технический институт) Матвеев А. Н, МЗЗ Электричество и магнетизм: Учеб. пособие. — М.: Высш.

школа, 1983.— 463 с., ил. В перл 1 р, 50 к. Изложение курса начинается с экспериментального обосиоваяи» теории электричества и магцезизма и базируется иа рел«тивиетских представлениях, известоык студентам из предшествующих разделов курса общей физики Связь между электрическими и магнитными полями выявляется иа самой реален стадии изложении. Наряду с трядициоииымя достаточно подробно изложены новые вопросы курсе' флуктуации тока в цепях, аномальный скип-эффект, волноводы и )мзопаторы п лр. Кинга представляет собой третий том курса общей физики для университетов и вузов. Первый том «Механика и теория относительности» вышел в !97б г., второй том «Молекулярная физик໠— в 1981 т. Для студентов физических факультетов вузов. М 1704040000-28542 83 ББК 22.33 001(01)-83 537 (() Издательство «Высшая школазз„1983 Оглавление Прслисловие Введение 11 13 В 1.

Мякресковячыжие яоснтели электрических зарядов 16 Классификация. Злектрон. Протон. Нейтрон. Что означает неирерывпое распределение электрического элементарного заряда? Спин и магнитный момент 1 Зйрйды, Ийэтй, СИЛЫ б 2. Заряженные тела.

Электризация Термозлектропная рабата выхода. Энергетический спектр электронов. Энергия Ферми. Контактная разность потенциалов. Электризация 4. Электрический ток 32 вижение зарядов. Непрерывное распределение зарядов. Объемная плошосгь зарядов. Концентрация зарядов. Поверхностная плотность зарядов. Плотность тока. Сила тока через поверхность В 3. Закон сохранении заряда Два аспекта понятия сохранения заряда. Ивтегральнаи формулировка закона сохранения заряда, Дивергенция. Формула Гаусса -Острогралского, Днфф»- рснцнальная формулировка закона сохранения заряда 37 й б. Заков Кулана Экспериментальные проверки закона Кулона Могол Кавендиша. Проверка закона для больших рас- стояний.

Проверка закона для малых рассто». ний. Полевая трактовка закона Кулона. Электри- ческое поле. О границах применимости классической концепции пола б 7. Пршщии суиераозняия Принцип суперпозицин для азаимодействпп то. чечных зарядов. Полевая формулировка принципа еуперпозиции. Пробные заряды. Граниды примени- мости принципа суперпозяции й 8. Мвпвпвое поле Неебходимосъь возникновения магнитного поля при движеняи зарядов. Взаиыодействие точечного заряла н бесконечной првмой заряхгенной нити. Релятц- вистскаи прирола магнитного поля.

Силм взаимо- дсйствяя параялельнмх проводников с током. Еди- ница силы гока. Магнитное поле б 9. Сила Лореяца. Сила Ампера Преобразование снл. Сила Лоренца. Индукции магнитного поля. Сила Ампера. Переход от объемных токов к линейным. Магнитное поле прямолинейного тока б 1й. Закон Био-Савара Взаимодействие элементов тока Об экспериментальной проверке закона взаимодействия. Полевая трактовка взаимодействия.

Закон Био- Савара. Сила взаимодействия прямолинейных токов б1 В 3, Элементарный заряд я его яивврииитвость 23 Опыты Милликена. Резонансный метод измерения заряда. Отсутствие дробного заряда. Равенство полажнтечьных и отрицательных элементарных за- рядов. Инвариантность заряда 4 Оглавление 2 ПОСТОВ!!Пей здепззгпчеекое поле 8 12. Постоянное электрическое ноле Неподвижный заряд. Существо модели. Границы применимости модели й 13. Дафферсацнальнааформуларовка закова Кулона 8! Теорема Гаусса.

Измерение зарилл. Фиэн геская основа справедливости теоремы Гаусса. Дифферен. циальная форыулировка закона Кулона. Уравнение Максвелла для бп Е. Силовые линии. Источники и стоки вектора Е, Инвариантность заряда й 14, Потеяциальиость электростатического щия Вб Работа в электрическом поле. Потенциальносгь «улоновского поля, Ротор вектора. Формула Стокса. Дифференциальная формулировка потенциальности поля Градиент.

Скалярный потенциал. Неодно- значность скалярного потенциала. Нормировка. Вы- ражение работы через потенциал. Потешщал поли точечного заряды Потенциал поля системы точечных зарядов. Потенциал воля непрерывного распределе- ния зарядов. Потенциал поли поверхностных за- рядов. Бесконечность потенциала поля точечного за- ряда Конечность потенциала при непрерывном рас- пределении заряда с «онсчной плозэюстью. Непре- рывность потенциала Теорема Ирншоу $13. Электростатическое иоле в вакууме Постановка вопроса Прямое использование закона Кулона.

Вычисление потеццваза. Использование теоремы Гаусса, Уравнения Лапласа и Пуассона Бесконепэый равномерно заряженный крутлый чи- линдр ф 1б. Электростатическое во.эе пр» наличии проводников Дифференциальная форма закона Ома. Классификация материалов по проволимости. Отсутс гане электрического поля внутри проводника. Отсутствие в проводнике объемных зарялов. Электрическая индукцня. Поле вблизи поверхности проводника. Механизм образованна поля вблизи поверхности проводника. Зависимость поверхностной плотности зарядов от кривизны поверхиос»и.

Стеканпс заряда с острия. Электроскопы и электрометры. Металлический экран. Потенциал проводника Емкость уединенного праволника Система проводников. Конденсаторы. Проводящий юар в одиорад. ном поле. Поле дипаля. Метод изображений б 17. Электреспэтнчеекое поле прп пиликин диэлектриков Дипольный момент непрерывно~о распределения зарядов.

Поляризация диэлектриков. Молекулярная картина поляризации. Зависимость поляризованпости от иапряжепности элехтрическото паля. Влияние поляризации на электрическое поле Обьемная и поверхностная плотиосэн связанных зарядов. Элек- 134 ф 11. Праобразование полей 78 Инвариантность выражения для силы в электро- магнитном позе. Преобразование полей. Применения форлэул )П.151 Поле точечного заряда, движуще- гося равномерно н прямолииеГ<но Задачи 77 Отлпвлеиие 5 трнческос смещеннс. Электростатнчсскав теорема Гаусса прн налнчнн днэлектрнков. Граннчвые условна.

1 раннчные условна лля нормальной составляющей вехтора П. Граничные условия для тангенцнальной составляющей вектора Е. Преломление снловых линяй на границе раздела днэлехтрн«ов. Знака связанных зарядов на гранаде разлела днэлектрнков.

Метал язображекнй. Днэлекгрнчсскнй шар в однородном поле 182 ф 18. Энергнк электраствтвчсского поля Энергия взаимодействия дискретных зарядов. Энергня взаимодействия прн непрерывном распределения зарядов. Собствсянав энсргня. Плотность энергии поля. Энсргня паля поверхностных зарялав.

Энергия заряженнык проволняков. Энергия дкполя во внешнем поле. Энергия днэлектрнческого тела во внешнем поле в 19. Силы в электрнчсскем поле Природа снл. Сила, действующая на точечный заряд. Сила, делсгвуюшая на непрерывно распределенный заряд. Сила. действуюгцаа на диполь. Момент спл, действующих нв диполь. Объемные снлы, действуюшке на лнэлектрнк. Силы, действующне на проводник. Поверхностные силы, дейст. вующне на лнзлекгрнк.

Объемные силы, лсйствуюшнс на сжимаемый днэлсктрпк. Вычнслепке снл нз выражения для энергнн Задачи 161 174 з Диэлектрики в 20. Локальяос воле Отличие локального поля от внешнего. Вычисление налряжснностн локавьного поля в 21. Неполярнме днэлектрнкн Молекулярная днэлсктркчсская вослрннмчквость. Разреженные газы. Плотные газы 188 в 22. Полярные дяэлектрнкв Зсвнснмоать полярнзованнастн от температуры. Поле насыщенна. Раэрсже~шые газы Квантовая ннтерпретацня полярнзованнастн полярных газообразных днэлсктрнков. Плотные газы. Полярные жндкостн.

Ионные «рнсталлы 193 24. Пьезоэлекэрнкв войствв пьезоэлекгрнков. Про,юльный н понсрсчный пьезоэффекты. Механнэм пьезоэффекта. Обратный пьезоэффект. Отлнчне обратного пьезоэффекта от элекзроатрнкцнн. Ппрозлсктрнкн Задачи 196 4 Постоянный электрический ток в 28. Электрическое вазе прн явлнчнн настоянных токов По 1е внутри проводника.

Вопрос об ксточннках ноля Палс вне ароводпнка. Поверхностные заряды. Объемные заряды. Механизм осушссгвлення постоянны а тока. Иэмененнс потснцнала вдоль провод- пика с током ф 23. Сегнетомектрнкв 189 Опредслснкс. Петля гнстсреэкса. Точка Кюри. Мо. лекудярный механизм спонтанной полярнзаванностн. Днэлектрнческнс ломены. Антпссгнетоэлектрлкп 6 Оглавление й 26. Сторонние з. л. с. Сущность сторонних э. л с. Механическая аторонияя з.

д с. Гальванические элементы. Элемент Вольта. Область действия староннкх з. л. с. Закон сохранения энергии. Поляризация элемента, Способы деполяри- зации. Аккумуляторы й 27. Дифференцяальяая форма замша джоуля Танца. Работа,совершаемая врн прохождении тока, н развиваемяи мощность Работа, совершаемая при прохождении тока. Мощ. носгь.

Дифференциальная форма закона Джоуля— Ленца. Источник энергии лля работм электрического тока Вывод закала Ома исхода из электронной картины электропроводнасти. Вьпюл закона Джоуля †Лен нсхоля из электронной теории электропроводности. Недостатки классической теории электролровалности. Основные черты «вантовой трактовки электропроводнасти й 28. Линейные пепл. Правила Кярхгофа Изолнровмщая замкнутая цепь. Разветвленныс це- пи. Правила Кирхгофа 213 й 2э9. Токи в сплоилюй среде 217 Постановка задачи Вывод формулы. Условна применимости (29.6).