1612045810-b1a4a1ae277456cfb661a3eadfde0b6a (533740)
Текст из файла
ФИЗИКА В НГУГ. В. Меледин, В. С. ЧеркасскийЭЛЕКТРОДИНАМИКА В ЗАДАЧАХЧасть IIЭлектродинамика частиц и волнМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙФЕДЕРАЦИИНОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТФизический факультетКафедра общей физикиГ. В. Меледин, В. С. ЧеркасскийЭЛЕКТРОДИНАМИКА В ЗАДАЧАХЧасть IIЭлектродинамика частиц и волнУчебное пособиеНовосибирск2005ББК В 313я 73-4УДК 537+338M 473Меледин Г. В., Черкасский В. С. Электродинамика в задачах.
Электродинамика частиц и волн: Учеб. пособие: В 2 ч./ Новосиб. гос. ун-т.Новосибирск, 2005. Ч. 2. 221с.В учебном пособии содержатся задачи, предлагавшиеся студентамфизического факультета НГУ на семинарах, в заданиях для самостоятельной работы, а также на письменных курсовых контрольных и вэкзаменационных работах. Кроме того, включено некоторое количество задач, имеющихся в учебной литературе, прежде всего в известном пособии В. В. Батыгина, И. Н. Топтыгина «Сборник задач поэлектродинамике».В отличие от первой части, вторая часть посвящена электромагнитным волнам, их излучению и распространению, когерентной оптикеи релятивистскому описанию электромагнитных явлений. Всюду используется Гауссова система единиц.Учебное пособие предназначено, прежде всего, для студентов-физиков и информатиков НГУ и преподавателей, ведущих соответствующие семинарские занятия.
Задачник соответствует годовому курсуэлектродинамики (2-я часть охватывает материал весеннего семестравторого курса).Рекомендовано редакционно-издательским отделом НГУ для специальности 2016.cНовосибирскийгосударственныйуниверситет, 2005Оглавление3ОглавлениеПРЕДИСЛОВИЕВВЕДЕНИЕПроизвольные ортогональные координатыЦилиндрические координаты . . .
. . . .Сферические координаты . . . . . . . . .Полезные формулы . . . . . . . . . . . .Система уравнений Максвелла . . . . . .5........................................1. КИНЕМАТИКА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН1.1. Кинематика волны . . . . . . . .
. . . . . . . . . .1.2. Граничные условия. Формулы Френеля . . . . . . .1.3. Геометрическая оптика . . . . . . . . . . . . . . . .1.4. Рефракция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.5. Решение типичных задач . . . . . . . . . . . . . .2. ВОЛНЫ, ОГРАНИЧЕННЫЕ В ПРОСТРАНСТВЕВРЕМЕНИ2.1. Фурье-разложение . . . . . . . . . . . . . .
. . .2.2. Волновой пакет. Фазовая и групповая скорости. Дисперсия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.3. Соотношение неопределенностей . . . . . . . . . .2.4. Волноводы и резонаторы . . . . . . . . . . . . . .2.5. Решение типичных задач . . . . . . . . . . . . . .8891011121417192224255760616364663. КОГЕРЕНТНОСТЬ, ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ. ДИФРАКЦИЯ943.1. Временная и пространственная когерентность. Видность. Степень когерентности.
. . . . . . . . . . . . 993.2. Интерференция. Линии равного наклона и равной толщины. Интерферометры . . . . . . . . . . . . . . . 1053.3. Зоны Френеля. Дифракция Френеля . . . . . . . . 1093.4. Дифракция Фраунгофера. Дифракционные решетки1134Оглавление3.5.
Фурье-оптика. Голография . . . . . . . . . . . . .3.6. Решение типичных задач . . . . . . . . . . . . . .1191244. ДИПОЛЬНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ4.1. Распределение дипольного излучения.Ближняя и волновая зоны. Спектр . . . . . . . . . . . . . . . . .4.2. Оценки мультипольного излучения. Антенны . .
. .4.3. Рассеяние волн. Давление света . . . . . . . . . . .4.4. Решение типичных задач . . . . . . . . . . . . . .1391431491531575. ИЗЛУЧЕНИЕ РЕЛЯТИВИСТСКОЙ ЧАСТИЦЫ 1665.1. Преобразование полей. Инварианты поля . . . . . 1705.2. Излучение релятивистской частицы. Синхротронноеизлучение .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1745.3. Решение типичных задач . . . . . . . . . . . . . . 181ОТВЕТЫ, УКАЗАНИЯ1861. КИНЕМАТИКА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН 1862. ВОЛНЫ, ОГРАНИЧЕННЫЕ В ПРОСТРАНСТВЕ190ВРЕМЕНИ3. КОГЕРЕНТНОСТЬ, ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ. ДИФРАКЦИЯ1954.
ДИПОЛЬНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ2075. ИЗЛУЧЕНИЕ РЕЛЯТИВИСТСКОЙ ЧАСТИЦЫ215Библиографический список222ПРЕДИСЛОВИЕ5ПРЕДИСЛОВИЕНастоящий задачник задуман как пособие для обучения электродинамике студентов-физиков НГУ. За многие годы коллективом физиков, преподающих электродинамику на физическом факультете НГУ,был отобран в рамках программы круг тем, последовательность изучения, необходимый минимум обязательных задач. Была отработанатакже система занятий и контроля за усвоением материала. В нее вошли как традиционные формы – семинарские занятия, контрольнаяработа, общая для всего курса, так и задания с задачами, которые принимаются у каждого студента; экзамен, разбитый на два этапа: письменный и устный. Оценка, выставляемая в сессию, учитывает кромеустного ответа еще и результат письменной экзаменационной работы,выполняемой за день-два до устного экзамена, и отметку за работу насеминаре.
Последняя оценивает сдачу заданий, активность на семинарах, результат курсовой письменной работы. Такой подход к проверке знаний позволяет в значительной мере избежать элемента случайности на экзамене, требует от студента регулярных занятий по всемукурсу в течение семестра. Заметим, что на всех этапах проверки, кроме устного экзамена, студенту разрешается использовать любые учебные пособия.
Это, естественно, предъявляет определенные требованияк предлагаемым задачам: они должны быть не шаблонными, в достаточной мере оригинальными (преподаватели – научные сотрудникиинститутов СО АН СССР, так что большинство оригинальных задач возникло в результате конкретной научной деятельности). Вместес тем в задачник включено большое количество типовых «обязательных» задач, широко распространённых в учебной литературе.При проверке задач на всех этапах обращается внимание на следующие факторы: I) понимание физической сущности задачи, областиприменимости решения; 2) рациональное использование математического аппарата, отыскание наилучшего из путей к решению; 3) по-6ПРЕДИСЛОВИЕлучение как точного результата, так и в необходимом случае оценки;4) умение довести решение до конца, до числа, грамотно и разумноиспользовать нужную систему единиц.По поводу характера отбора задач, связанного с программой, необходимо отметить следующее.
При изучении электродинамики в НГУне предусматривается разделение курса на общую и теоретическуюфизику. Единый подход полезен, но, однако, обучение электродинамике на младших курсах требует при этом значительного облегченияматематического аппарата, порой введения и использования некоторых математических приемов и разделов до их изучения в курсе математики. На этом пути, к сожалению, неизбежны и некоторые потери.Еще одной особенностью данного курса является почти полный отказ от детальных вопросов электродинамики в средах. Это связанос тем, что соответствующие темы рассматриваются позже в соответствующих курсах и спецкурсах с учетом освоения проблем квантовоймеханики и статистической физики.Данное пособие представляет собой переработанное и дополненноепособие Г.
В. Меледина, Ю. И. Эйдельмана , Г. В. Рослякова «Задачи по электродинамике частиц и волн», в которое включены задачииз пособия Т. А. Ждановой , Г. В. Меледина «Задачи по электродинамике с решениями», вызвавшего большой интерес у студентов ипреподавателей. Исправлено заметное число описок, ошибок, опечаток.Авторы выражают глубокую благодарность за критическое внимание лекторам курса «Электродинамика» профессорам И. А. Котельникову, Б. А. Князеву, Б. А. Луговцову, В. И. Яковлеву, а также выражают свою признательность А. Г. Погосову, обнаружившему и исправившему большое число ошибок и опечаток в ответах; благодарятО. Г.
Батеневу за помощь в оформлении рукописи. Большое спасибовсем, оказавшим помощь и содействие в создании этой книги.ПРЕДИСЛОВИЕ7Ниже дана таблица, в которой представлен перевод электрическихи магнитных величин из системы Си в Гауссову систему.НаименованиеДлина `Масса mВремя tСила FЭнергия E, WДавление pСила тока JЭлектрический заряд e, qНапряженность электрического поля EПотенциал ϕЕмкость CСопротивление RНапряженность магнитного поля HМагнитная индукция BМагнитный поток ΦИндуктивность LСИ1 м (метр)1 кг (килограмм)1 с (секунда)1 Н (Ньютон)1 Дж (Джоуль)1 Па (Паскаль)1 А (Ампер)1 Кл (Кулон)1 В/м (Вольт на метр)1 В (Вольт)1 Ф (Фарада)1 Ом (Ом)1 А/м (Ампер на метр)1 Т (Тесла)1 Вб (Вебер)1 Г (Генри)Гауссова система102 см103 г1с105 дин107 эрг10 дин/см23 · 109 см3/2 г1/2 /с23 · 109 см3/2 г1/2 /с110−4 г1/2 /(см1/2 с)3110−2 см1/2 г1/2 /с39 · 1011 см110−11 с/см94π · 10−3 Э (Эрстед)104 Гс (Гаусс)108 Мкс (Максвелл)109 смСписок опечаток, замеченных в 1-й частиМестоОпечаткаПравильноСтр.
9. В таблице3-я строка снизу4 · 10−3 Э4π · 10−3 ЭСтр. 12. ~ = ...~ = 1 ∂Ar − 1 ∂ (rAα )4-я строка снизуrotθ Arotθ Ar sin θ ∂αr ∂r3ε2 ~3ε2 ~~~Стр. 74.E1 = − ε1 +2ε2 E0E1 = ε1 +2ε2 E0Стр. 106.9-я строка снизуE/x = dE|x=dСтр. 214.5-я строка сверху Az = Hr sin θ/2Aα = Hr sin θ/2Стр. 220.θ0 sin θ2-я строка снизуF = − ωπJc20RsinF = − QωπJ2c2 R28Произвольные ортогональные координатыВВЕДЕНИЕПроизвольные ортогональные координатыВ любых ортогональных координатах (q1, q2, q3) квадрат элементадуги равен dl2 = h21dq12 + h22dq22 + h23dq32, где h1, h2, h3 – коэффициенты Ламе. Элемент объема dV = h1h2h3dq1dq2dq3.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
