И.В. Савельев - Курс общей физики. Том 2. Электричество и магнетизм, волны, оптика (1115514), страница 2
Текст из файла (страница 2)
146. Рассеяние света 147. Зффскт Вавилова — Черенкова . Г л а в а ХХ1. Оптика движущихся срсд й 148. Скорость света . йч 149. Опыт Физо .. 3!6 316 319 321 327 329 332 336 344 345 347 347 352 360 362 371 373 38! 381 382 384 389 400 407 415 422 424 428 428 432 435 440 441 443 447 449 452 452 452 458 46! 463 465 467 467 469 ОГЛАВЛЕНИЕ ! 160. Опыт 1Ыайкельсона ! 151. Эффект Доплера, .
Приложении !. Гдипицы электрических н магнитных вели гип теме И. Основные формулы электромагпетизма в С1! и 1!!. Векторный потеиппал Предметный указатель, 472 476 479 В СИ и В Гдуссопок сис" 479 п гауссовой системе .. 481 486 493 ПРЕДИСЛОВИЕ Содержание данного тома составляют учение об электромагнетизме и учение о волнах (упругих, электромагнитных и световых). Изложение ведется в Международной системе единиц (СИ).
Попутно читатель знакомится и с гауссовой системой (соответствующий текст набран петитом). В приложениях в конце книги даны единицы электрических и магнитных величин в СИ и в гауссовой системе, а также сопоставлен вид основных формул электромагнетизма в обеих системах. При подготовке ко второму изданию книга была переработана. Изменения и дополнения были внесены в параграфы 11, 13, 19, 45, 48, 52, !07, 112, 120 и 129. Выражаю признательность коллегам и друзьям за полезные обсуждения, критику и советы в ходе работы над книгой.
Особую благодарность приношу В. В. Светозарову, В, И. Гервндсу, Н. Б. Нарожному, И. Е. Иродову и В. Н. Лихачеву. Выражаю также благодарность профессору Л. Л. Гольдину за ряд полезных советов и замечаний. Данный курс предназначен в первую очередь для втузов с расширенной программой по физике. Однако изложение построено так, что, опустив отдельные места, эту книгу можно использовать в качестве учебного пособия для агузов с обычной программой.
В предпосланных книге «Методических рекомендациях», наряду с другим материалом, приведен ориентировочный перечень купюр (т. е. изъятий, сокращений в тексте), которые можно сделать в случае недостатка времени для изучения книги в полном обьеме. Москва, сентябрь !98! г. и. В. Савельев МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ В настоящих рекомендациях даны разъяснения по поводу тех вопросов, которые не всегда излагаются правильно.
Кроме того, приводится ориентировочный перечень параграфов либо нх частей, рассмотрение которых не обязательно в случае нехватки времени на изучение Курса в полном объеме. Этот перечень отражает личную точку зрения автора и носит лишь рекомендательный характер. 1. Не следует, как это делается в некоторых книгах, называть электрическую ее и магнитную ре постоянные «проницвемостямн вакуума».
Такие названия яв. лаются физически бессмысленными. Соответственно не следует рассматривать лишенные физического смысла езбсолютные проннцаеиости» ее=зев и ре=рре. 2. В тех случаях, когда электрическая н магнитная яостояйные встречаются в комбинации е,ре, целесообразно заменять это произведение через 1/сэ, где е— влектродинамическая постоянная, совпадающая са скоростью света в вакууме (см. формулу (39.15)). 3. Полезно иметь в виду, что ее ире входят в формулы в комбинации с множителем 4п, причем 1/4пе»=9 10», а р,/4п=!0-т. Поэтому нецеаесообразно иметь дело с числовыми значениями ее — — 0,885 1О ы ф/и н р»=1,26 10-е г"н/м. Лучше пользоваться значениями постоянных, выраженными через и, а именно: ее —— =1/(4п 9 ° 10») и р»=4п ° 10 т.
4. Не надо жалеть времени на усвоение основных понятий и соотношений векторного анализа И 1!). Затраченное время с лихвой окупится за счет болев простого и изящного получения ряда результатов. Кроме того, подлинное попика. ние природы в свойств электромагнитного поля без использования понятий дивергенцин я ротора и~достижимо. 5. Нередко встречаются утверждения, будто электрическое смещение 0 (илн напряженность магнитного поля Н) является характеристикой влектрнческого (магнитного) поля, не зависящей от свойств среды, т. е.
что 0=0» и Н=Н», где 0» и Не — значения величин в отсутствие среды, а 0 и Н вЂ” значении тех же величин в среде. Соответственно относительные проницаемости среды определяются з виде е=В»/В н р=В/Ве. Надо иметь в виду, что такие утверждения являются неверными. Соотношения же Е=Ре/е и В=рВ» оказываются справедливыми лишь при весьма специфических условиях, которые для электрического полн определены на стр. 76, а для магнитного поля — на стр. 161.
Неправильность в общем случае равенства 0=0 вытекает, в частности, из рис. 20.3. Чтобы убедиться в неправильности в общем случае соотношения р= =В/В„рассмотрим большую тонкую пластинку из однородного н нэотропного ферромагнетнка, расположенную перпендикулярно к линиям В внешнего магнитного поля. В этом случае В=В», а р может достигать значений порядка 10». 6. Величины 0 и Н надо трактовать как вспомогательные характеристики электромагнитного поля (основными являются В н В), определяемые формулами (19.3) и (52.5).
Величине 0 оказывается полезной, потому что ее дивергенция определяется плотностью только сторонних зарядов, величина Н вЂ” потому что ее ротор определяется плотностью только макроскопических токов (см, формулы ( 19.8) и (52.6)). 10 МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДЛЦИИ 7. Изложение многих вопросов, каса<ощихся колебаний и волн, значительно упропшется н облегчается, если вместо гармони шских функций (т.е. косинуса и синуса) использовать зкспопсши«. Псэтому внедрение в вузовский курс физики представления волн в виде экспонент стало насущна необходимым. Надо иметь в инду, что приш:щнуть к такому представлению очень легко, а время, затрачен. пое иа «привыкание», с лихвою оиушпся, 8. В 4!8 вывод формулы ()8.4) для обьс»п!ой плотности связанных зарядов можно опустить, з саму формулу дзт!.
без вывода. 9. Прп нехватке нремени 9 45 «Магнетизм как релятивистский эффект» можно поклю ппь. 1О В<«кладкп в 4 57 п 4 58 можно опустить, ограни швшись качественным расспшренисм дпа- я парамагпсчиз»!а. 11. В 4 76 расчет поля для бетзтропа (формулы (76.1) — (76.6',) можип опустит!. 12. Главу ХП «Электричсскнп тоь я газах» в сокращенньш вариант програм. мы можно пе вклюшть.
13 В й 97 «Гкорос|ь упругих воли в твердой среде» все выкладки можно опустит! и дагь только окой !а~елып«е формулы (97.7) и (97.8). 14. В 4 98 Энершгя упругон волны» вывод формулы (98.5) мо»кпо опустить и па <ать пз) чеппе этого параграфа с формулы (96.5). 15. Перпжг< часть 4 112 до формул (112.7) и (1!2.8) можно опустить. 16. Параграф П6 «Цезтрнроиаииая оптическая система» можно исклю шть. 17. В 4 120 «1(огерентиость» можно опустить иыкладки, начинающиеся формулой (120.4) и заканчинающиесн формулой (120.6). 18.
Параграф 124 <Миоголучевая интерференция» можно нсклю ишь. 19. В 4!31 «Дпфракппя рентгеновских лучей» можно опустить вывод формул Лауэ п сами эти формулы н ограшшпться рассмотрением формулы Ьпэгга— В!а<фа. 20. Параграф 133 «Голография> мол!но искл:очить. 21. '1асгь 9 135, которая относится к формулам Френеля, мо»кпо ве рассматривать 22. В 9 143 <Групповая скорость» можно ограни шться элементзриьм рассмотрением. заканчива<ощимся формулой (143.7). Выкладки, пзчияшощпеся формулой (143 8) н заканчивающиеся формулой (143.13), можно опустить. Подчеркнем, что приведеяный перечень сокршцеппй является орп«члировачпым.
В зависимости от обстоятелгств ои может быть изменен илн дополпс!«по усмотреншо преподавателя. ЧАСТЬ 1 ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ ГЛАВА ! ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ ф 1. Электрический заряд Все тела в природе способны электризоваться, т. е. приобретать электрический заряд. Наличие электрического заряда проявляется в том, что заряженное тело взаимодействует с другими заряженными телами. Имеется два вида электрических зарядов, условно называемых положительными и отрицательными. Заряды одного знака отталкиваются, разных знаков — притягиваются друг другом.
Электрический заряд является неотьемлемым свойством некоторых элементарных частиц. Заряд всех элементарных частиц (если он не равен нулю) одинаков по абсолютной величине. Его можно назвать элементарным зарядом. Положительный элементарный заряд мы будем обозначать буквой е. К числу элементарных частиц принадлежат, в частности, электрон (несущий отрицательный заряд — е), протон (несущпй полож ь тельный заряд +е) и нейтрон (заряд которого равен нулю). Из этих частиц построены атомы и молекулы любого вещества, поэтому электрические заряды входят в состав всех тел.
Обычно частицы, несущие заряды разных знаков, присутствуют в равных количествах и распределены в теле с одинаковой плотностьнк В этом случае алгебраическая сумма зарядов в любом элементарном объеме тела равна пулю, и каждый такой объем (и тело в целом) будет нейтральным. Если каким-либо образом создать в теле избыток частиц одного знака (соответственно недостаток частиц другого знака), тело окажется заряженным. Можно также, не изменяя общего количества положительных и отрицательных частиц, вызвать их перераспределение в теле таким образом, что в одной части тела возникнет избыток зарядов одного знака, в другой — другого. Это можно осуществить, приблизив к незаряженному металлическому телу другое, заряженное тело. гл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
