Главная » Просмотр файлов » В.И. Денисов - Введение в электродинамику материальных сред (djvu)

В.И. Денисов - Введение в электродинамику материальных сред (djvu) (1129084), страница 3

Файл №1129084 В.И. Денисов - Введение в электродинамику материальных сред (djvu) (В.И. Денисов - Введение в электродинамику материальных сред (djvu)) 3 страницаВ.И. Денисов - Введение в электродинамику материальных сред (djvu) (1129084) страница 32019-05-11СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

а~ с оз (2.В) Вполне очевидно, что соответствующие усреднвныые неличины, н силу правил дыфференцироввния (2.2) и (2.5), будут удовлетворять аналогичным соотноивныям З вЂ” <д,в> + ь <Лв > = 0 а~ (2.9) а — <~, >+ )'.<~-,,„,> = о. Проведем теперь усреднение вырежения (2.6) по физически бесконечно палым объащу к промежутку времени <9> = <~,П> + ЖВ..>- Последнее слагаемое в атом соотношении удобно представить в ви- да <да где Р— некоторый вектор, нваызввмый мвкроскопичвсккм лектором поляризации среды. Подстаьляя это выражение во ьторое иэ соотноиеыия (2.9) и изменяя порядок следоваыия независимых операций взятия динвргенции и честного дифференцирования по врвмены, получим Тая как ато равенстлс должно выполняться тождественно, то, как оледует иа нектарного анализа, вырежвние, стоящее в фигурных скобках,предстаяляет собой ротор от некоторого вектора, который удобно выфеть в виде ф ЗР -м — с т'оп гч, - 15- глв М - ввктор, нааывавный (мзкроскопичвским) ввкторои намсгничвнностн прады,й соответствии с принятой терминологией ван векторов Р и Й , величину зР lр = лично нваыввют плотностью тока поляризации среды, в величину с т"о1 М (2.9в) плотностью тока наивгниченнн.

Таким образом, усрвднвнныв аивчснин плотностей свнзвнных зарндов и токов могут быть выражены ч рса две вектора Р и М (р ),Ач Р (2. 10) ЭР ( ) йяз > = Ж блепст особо подчеркнуть, что, хотя векторы Р и М и нв ссослелнются однозначно соотношвнинми (2.10), мы в дальнвйшвм пулем считать, что вне вашества они обращаются в нуль, посколь- ку своим сущвствоввниви они обязаны исключительно наличию ввщвства, Теперь в нашем распоряжении имеется всв наобходииов для солучвния уравнений макроскопнческой алвктродинамикк.

Усрвдним микроскопические уравнения Максвелла (2.4) по Шизичвски бесконечно малым обьвму и промвжутку времени. Тогда, учитывал соотношения (2.2), (2.5), (2.6) и (2.7), получим т 1(~ ) = —, — (Е > ' —,(Ай) + — () Вша> З 4-л -. 4-х т-от (е) = — — — (А ), 7 Э (2П) С Э~ сй.ч(Л) = О, с)(м<е> = 4Х(Р л> + 4т((1 л„з ). - 1б- Введем твпедь олвдующив обозначениям)для усредненных ыикропалвйе и Е (Е) на Е, .т <к> = в. >.~ В выраиениях для (д В ) и (фд ) опус*им знак усреднения м индекс сб , понимен далее з макроскопической электродина° ' нике под О и ( соотввтстзуюнив усредненные величины своа ных аврядол: <е.,> =- 9, <>.,) =-)- Тогда оистеме уравнений (2.11) лрнмет вид 1 ЭЕ 4'х .

4х. С~~В у.о1 Е = — — — > у 'ЭВ с а1 с(х~ 8 =0, (2 ! (2.1 саул Е = ~ФкЯ~ В ) + 4:дд. Дальнейшие преобрааования коснутся лишь первого и последнего уравнений этой системы. В частности, учмтыьая соотношение (2.10), последнее уревнение системы (2.12) мы можем призестн к аиду: с~~ ~ Е + 4ух Р ~ = 4х() . Вводя обозначение Э = Е~ 4хР для вектора электрической индукции Ю , отсюда имеем ойле Б = 4хд.

~~у Р, Ре р ыостью макроскопического злек*рического поля„(или просто на ряленноотью электрического поля), а ьектор Ь вЂ” индукцивй магнитного поля. -17- боаериеыио аквлогичяо, перлов иа урвляекий системы (2.12) с учетом соотноиеныя (2.10) мокко зеписвть з вида ~~~ ф — Ф~Й» = — — ~Г 4~Р~ + йлодя обозначение Й=  — 4хМ ~(((я векторе квпрякеныостк (макроскопического) магнитного поля Н , из атого уралнвяия имеем ~н= —— узй 4У с М с Твкиы обрезом, система уразяекюй Максвелла а макроскопичвской алектродияамике принимает лид ~ Э?~ М= 1Н = — — + — 1 с а~ с уаВ т-о1 Е = — — — > СМ с/ЫВ = О, сй~З = 4тхд, (2.13) гдв В = Й ч- 4.7гМ 5 5. Ве о ы поля зв и намвгяичеякостк лщестзла Выясним теперь физический смысл и сзойстяа зектороа Р и Й , введенных з предыдукеы параграфе.

рассмотрим некоторый дизлектрык бесконечных рааыероз, кахалящийся ло якеилем злектроыагни*ноы поле. Под действием етого полл атомы и молекулы ?) = Е+4хР, (2.14) и ~ , ) - уорвдяенкые плотности заряде к тока свободных носителей аорядов. Тви нан зто равенство доливо выполнятъся независимо от выбора цроивволъного постоянного векторе с~ , то д /д(у Р.

(З,Ф) Птсвда следует, что приближенно Р М Таким обрааоы, вектор поляризации Р представляет собой плотность электрического дипольного момента связанных зарядов вещества (или дипольный момент едиыицы объема ~узлектрика). Именно установление связи (З.ч) иеяду вектором Р и величиной злентрического дипольного момента вещеотвз ы позволяет устранить неоднозначность в определении (2.10) вектора Р. Вычислим теперь магнитный дипольный ыоыент тела, создавееввй током наыагничения тела. Используя известное определение, цмссщ я = — 'Йи~ 73, Лс/ причем, кзк и в случае вычисления злектрического диполъного ионснта,будеы счи*еть, что интегрирование в зтоы выраиении осуществляется по области пространстве, г)енины которой расс(олоиены зне рассыатриваеыого *ела.

Выраиея ) череа вектор РТ , по- лучим Уиноииы зто равенство скалярно не произволъныИ постоянный век- тор с~, т.~ = — БМц '( т гоцМ~). 2 / Воспользовавшись известныы свойством смешанного произведения с~ (т т'о~ М ) = ~срт1т'оЕМ и применяя фориулы - 21- ~да ~) и ) отоящиа в правых частях этих уравнений в отли- чна Ст Д ы ~ уравнений (1.1) микроокопичаской эаектроднна- кяпй, представляют собой плотность заряда и плотность электрн- ЧаОНСГО тОКа ОДНИХ тОЛькО Свсбоднын частиц. В ряде типичных задач макроскопичесной электродинамики О н ~ обычно считаются заданныыи пункциями коордиыет и времени, н требуется определить создаваемое иии алектромагнктное поле.

Ь~н получения одноанечного решения такой аедачи ираиде всего необходимо иметь достаточное число уравнений. Поатоыу давайта оодочитаем число некзвестных, входящих в систему (4.1), и чис- ло уравнений. Легко убедиться, что уравнениИ восемь (два"вектор- яых у рсэнскнн системы (4. 1) н два скалярных), э неизнестных- лзчподцать (по трн компоненты векторов Е , Й , В , 3 ). Тчзнм обрааом, уреннений меньше, чем неизвестных, и поэтому системе (4.1) недоопределене.

То что система уравнений (4.1) ролоопределене,видно и- из Физических сообрэленнй, поскольку розное описание явления в макроскопической элактродинамнке тре- бует и конкретызацни свойств среды, в котором данное явление нэупвется. Поатоыу мы долкны дополнить систему уравнениями, ко- торый псвуляют ато сделать. для этого мы долины учесть, что пантеры Р и М , е следоветально, и векторы 1) = Е +ФАР, 3' = Й ~4тьй являются э полной мере независимымн векторами.

действительо, по своему определению эти векторы, херактеривуя отклик вещества на наличие внешних алектроыагннтных полей, долины завивать кек от свойств вещества, так и от условий экоперныенте мпературы, давления, освещенности, величины дневних повей и .и.). Теким образом, в свмом общем случае мы мохам запиоать, что -22- Я = д) ('Е, Й,5ь), 8 = В(е, Й,5'), (Н.2) где 5ь обозначает совокупность параметров, характеризующих условия эксперимента — давление, теыперетуру и т.п. Уравиеаик (Ф.2) представляют собой так называемые ютеерии- альные уравнения (или уравнения связи).

Используя полукласси- ческие представлеквя о строении вашества в каждом конкретном случае можно с той или иной степенью точности установить явный вид атих уревнений. Вполне очевидно, что какой-то общей законо- мерности, применимой во всех случаях жизни, для всех веществ иет и не может быть. Поэтому все многообразие злектродикамиче- ских явлекий в природе иы должны разбить на ряд больших групп в зависимости от электрических и магнитных свойств вещества и виешяих условий.

Будем считать, что/все внешние условия, при которых проис- ходят изучаемые электродинаыические явления, если и изменяются, то кесущественко, так что всю совокупность внешних параметров ~5ь у можно считать постояэной в простракстее и времени. В атом случае материальные уравнения (Ч.?) приникают вид э = х)Ге,Й), (4 5) ВГЕ, Н). Из общих соображений следует, что поляризуеыость и намагничиваемость одного и того же вещесдва задисят от соотношения между напряженностями внешних полей Е и Н и напряженностями вкутренких полей Е и Н , характерными для атомов данного веществе.

Действительно, поляризация вещества может, ьообце говоря, проксходить тремя путями. Для веществ, молекулы которых имеют отличный от нуля диполькый электрический момент (полярные молекулы), основной вклад в псляризуеыость, как правило, вносит частичное упорядочение ориентации диполей под действием внешнего ноля.

Характеристики

Тип файла
DJVU-файл
Размер
3,78 Mb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6367
Авторов
на СтудИзбе
310
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее