1625915574-ba679e180264e0f82c994c8dd0b7c5fc (843950)
Текст из файла
ÌÈÍÈÑÒÅÐÑÒÂÎ ÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈß È ÍÀÓÊÈ ÐÔÍÎÂÎÑÈÁÈÐÑÊÈÉ ÃÎÑÓÄÀÐÑÒÂÅÍÍÛÉ ÓÍÈÂÅÐÑÈÒÅÒÔÈÇÈ×ÅÑÊÈÉ ÔÀÊÓËÜÒÅÒÊ. Â. ËîòîâÔÈÇÈÊÀ ÑÏËÎØÍÛÕ ÑÐÅÄÓ÷åáíîå ïîñîáèåÂòîðîå èçäàíèå, èñïðàâëåííîå è äîïîëíåííîåÍîâîñèáèðñê2018ÓÄÊ 530.1 (075.8)ÁÁÊ 22.31Ë 804Ðåöåíçåíò:äîöåíò À. Ä. ÁåêëåìèøåâËîòîâ, Ê. Â.Ë 804Ôèçèêà ñïëîøíûõ ñðåä : ó÷åá. ïîñîáèå / Ê. Â. Ëîòîâ;Íîâîñèá. ãîñ. óí-ò. 2-å èçä., èñïð. è äîï. Íîâîñèáèðñê :ÈÏÖ ÍÃÓ, 2018. 136 ñ.ISBN 978-5-4437-0780-8Ó÷åáíîå ïîñîáèå ñîäåðæèò êîíñïåêòèâíîå èçëîæåíèåêóðñà ¾Ôèçèêà ñïëîøíûõ ñðåä¿, êîòîðûé ÷èòàåòñÿ â îñåííåì ñåìåñòðå äëÿ ñòóäåíòîâ ôèçè÷åñêîãî ôàêóëüòåòà.
Êóðñâêëþ÷àåò â ñåáÿ îñíîâû ýëåêòðîäèíàìèêè ñïëîøíûõ ñðåä,ãèäðîäèíàìèêè è òåîðèè óïðóãîñòè. Óðîâåíü èçëîæåíèÿ ðàññ÷èòàí íà ñòóäåíòîâ, ïðîñëóøàâøèõ êóðñ ýëåêòðîäèíàìèêè,çíàêîìûõ ñ îñíîâàìè ìåõàíèêè, òåðìîäèíàìèêè è ñòàòèñòè÷åñêîé ôèçèêè è âëàäåþùèõ ìàòåìàòè÷åñêèì àïïàðàòîìâ îáúåìå óíèâåðñèòåòñêèõ êóðñîâ.ÓÄÊ 530.1 (075.8)ÁÁÊ 22.31ISBN 978-5-4437-0780-8c Íîâîñèáèðñêèé ãîñóäàðñòâåííûéóíèâåðñèòåò, 2018c Ê. Â. Ëîòîâ, 2018ÎãëàâëåíèåÏðåäèñëîâèå617Ýëåêòðîäèíàìèêà ñïëîøíûõ ñðåä1.11.21.31.41.51.61.71.81.91.101.111.121.131.141.151.161.171.181.191.201.211.221.23Óðàâíåíèÿ Ìàêñâåëëà äëÿ ñïëîøíîé ñðåäû . .
. . . . . . .Ìàòåðèàëüíîå óðàâíåíèå . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Îïåðàòîðû σ̂ è ε̂ â ôóðüå-ïðåäñòàâëåíèè . . . . . . . . . . .Äèñïåðñèîííîå óðàâíåíèå . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Àíàëèç âîëíîâûõ ñâîéñòâ ñðåäû íà ïðèìåðå ãàçà îñöèëëÿòîðîâ .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Àñèìïòîòèêà äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè ïðè áîëüøèõ ÷àñòîòàõ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .×àñòîòíàÿ è ïðîñòðàíñòâåííàÿ äèñïåðñèÿ . . . . . . . . . .Ñâîéñòâà ñèììåòðèè εαβ â èçîòðîïíûõ è çåðêàëüíîèçîìåðíûõ ñðåäàõ . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . .Åñòåñòâåííàÿ îïòè÷åñêàÿ àêòèâíîñòü . . . . . . . . . . . . .Îäíîîñíûå êðèñòàëëû . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Ýôôåêò Êåððà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Ìàãíèòîîïòè÷åñêèå ýôôåêòû . . . . . . . . . . . . . . .
. .Àíàëèòè÷åñêèå ñâîéñòâà äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòèÒåîðåìà Êðàìåðñà Êðîíèãà . . . . . . . . . . . . . . . . .Ýëåêòðîìàãíèòíûå âîëíû â ñðåäàõ ñ ÷àñòîòíîé äèñïåðñèåéÏðåäâåñòíèê . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Ñâÿçü òåíçîðà äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè ñ îáû÷íûìè ε, µ è σ .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Äèññèïàöèÿ ýíåðãèè âîëíû . . . . . . . . . . . . . . . . . .Ýíåðãèÿ âîëíû . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Èìïóëüñ âîëíû . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Ïîòîê ýíåðãèè âîëíû . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . .Ïåðåõîäíîå èçëó÷åíèå . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .×åðåíêîâñêîå èçëó÷åíèå . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37101112131616181921232426283134373839414244451.24 Íåëèíåéíàÿ ïðîíèöàåìîñòü . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501.25 Òðåõâîëíîâîå âçàèìîäåéñòâèå . . . . . . . . . . . . . . . . . 511.26 Ñàìîôîêóñèðîâêà . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 5623Ãèäðîäèíàìèêà2.12.22.32.42.52.62.72.82.92.102.112.122.132.142.152.162.172.182.192.202.212.222.232.24Óðàâíåíèÿ èäåàëüíîé ãèäðîäèíàìèêè . . . .Ëàãðàíæåâû ïåðåìåííûå . . . . . . . . . . . .Çàêîí Áåðíóëëè . . . . . . . . . . . . . . . . .Òåîðåìà Òîìñîíà . . . . . . . .
. . . . . . . .Ïîòåíöèàëüíîå òå÷åíèå . . . . . . . . . . . . .Ïîòåíöèàëüíîå îáòåêàíèå òåëà . . . . . . . .Âèõðåâîå äâèæåíèå æèäêîñòè . . . . . . . . .Çâóê . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Ýíåðãèÿ è èìïóëüñ ïëîñêîé çâóêîâîé âîëíûÂîëíû íà ðàçäåëå ñðåä . . . . . . . . . . . . .Âÿçêàÿ æèäêîñòü . .
. . . . . . . . . . . . . .Çàêîí ïîäîáèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . .Óðàâíåíèå òåïëîïåðåíîñà . . . . . . . . . . . .Ïîâåðõíîñòè ðàçðûâà . . . . . . . . . . . . . .Óäàðíàÿ àäèàáàòà . . . . . . . . . . . . . . . .Èñòå÷åíèå ãàçà ÷åðåç ñîïëî . . . . . . . . . .Ïðîñòûå âîëíû . . . . . . . . . . . . . . . . .Ñëàáàÿ óäàðíàÿ âîëíà . . . . . . . . . .
. . .Òóðáóëåíòíîñòü . . . . . . . . . . . . . . . . .Ëîãàðèôìè÷åñêèé ïðîôèëü ñêîðîñòåé . . . .Äîñòàòî÷íîå óñëîâèå îòñóòñòâèÿ êîíâåêöèè .Ñâîáîäíàÿ êîíâåêöèÿ . . . . . . . . . . . . . .Ìÿãêîå è æåñòêîå âîçáóæäåíèå êîíâåêöèè .Êîíâåêòèâíûé ïåðåíîñ òåïëà .
. . . . . . . .Òåîðèÿ óïðóãîñòè3.13.23.33.43.53.63.73.83.93.103.11Òåíçîð äåôîðìàöèè . . . . . . . . . .Òåíçîð íàïðÿæåíèé . . . . . . . . . .Çàêîí Ãóêà . . . . . . . . . . . . . . .Ïðîñòûå äåôîðìàöèè . . . . . . . . .Ýíåðãèÿ äåôîðìàöèè . . . . . . . . .Çâóê â òâåðäîì òåëå . . . . . . . . . .Ïðîäîëüíûå êîëåáàíèÿ ñòåðæíåé . .Èçãèá ñòåðæíåé . . . .
. . . . . . . .Ïîïåðå÷íûå êîëåáàíèÿ ñòåðæíåé . .Óñòîé÷èâîñòü ñòåðæíåé (ïî Ýéëåðó)Êðó÷åíèå ñòåðæíåé . . . . . . . . . .4...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................60606566676870737677788385868888929597100103105107112114115115117118118119121122123126129130Ïðèëîæåíèÿ1331. Äèôôåðåíöèàëüíûå îïåðàòîðû â öèëèíäðè÷åñêèõ êîîðäèíàòàõ .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1332. Äèôôåðåíöèàëüíûå îïåðàòîðû â ñôåðè÷åñêèõ êîîðäèíàòàõ . 1345ÏðåäèñëîâèåÏî ýëåêòðîäèíàìèêå ñïëîøíûõ ñðåä, ãèäðîäèíàìèêå è òåîðèè óïðóãîñòè íàïèñàíî ìíîãî áîëüøèõ è õîðîøèõ êíèã. Îäíàêî èçîáèëèå ìàòåðèàëà ñëàáî ïîìîãàåò ñòóäåíòàì ïðè ïîäãîòîâêå ê ýêçàìåíó, ïîñêîëüêó çàêîðîòêèé ñðîê ïðî÷åñòü ìíîãî òîëñòûõ êíèã íåðåàëüíî.
Ïîýòîìó ïðèíàïèñàíèè äàííîãî ïîñîáèÿ ãëàâíîé öåëüþ áûëî íå òîëüêî ëàêîíè÷íî èçëîæèòü òåìû, òðàäèöèîííî ÷èòàåìûå â ðàìêàõ äàííîãî êóðñà, íîè èçáåæàòü ïåðåãðóçêè òåêñòà èçáûòî÷íûì ìàòåðèàëîì.Ïåðâîå èçäàíèå ýòîãî ó÷åáíîãî ïîñîáèÿ âûøëî â 2001 ãîäó. Âî âòîðîì èçäàíèè èñïðàâëåíû çàìå÷åííûå îøèáêè è äîáàâëåíû íîâûå ðàçäåëû, íåäàâíî ïîÿâèâøèåñÿ â ëåêöèîííîì êóðñå.Àâòîð ïðèíîñèò ñâîþ èñêðåííþþ áëàãîäàðíîñòü Ä. Ä.
Ðþòîâó,Ã. Å. Âåêøòåéíó, Á. Í. Áðåéçìàíó, È. À. Êîòåëüíèêîâó è Â. Í. Õóäèêó,â ðàçíûå ãîäû ÷èòàâøèì ¾Ôèçèêó ñïëîøíûõ ñðåä¿ è ôàêòè÷åñêèñôîðìèðîâàâøèì ýòîò êóðñ â åãî íàñòîÿùåì âèäå, à òàêæå Â. Á. Ðåâåè À. Ä. Áåêëåìèøåâó çà ìíîãèå ïîëåçíûå çàìå÷àíèÿ.6Ãëàâà 1Ýëåêòðîäèíàìèêàñïëîøíûõ ñðåä1.1 Óðàâíåíèÿ Ìàêñâåëëà äëÿ ñïëîøíîéñðåäûÓðàâíåíèÿ Ìàêñâåëëà èçâåñòíû èç êóðñà ýëåêòðîäèíàìèêè:~~ = 1 ∂ E + 4π ~j,rot Bc ∂tc~∂B1~ =−.rot Ec ∂t(1.1)(1.2)~, B~ è òîêà ~j .Ýòî òî÷íûå óðàâíåíèÿ äëÿ òî÷íûõ çíà÷åíèé ïîëåé E ñðåäå, ãäå ñîçäàþùèõ ïîëå ÷àñòèö î÷åíü ìíîãî, òî÷íîå çíà÷åíèå òîêà, êàê ïðàâèëî, íå èçâåñòíî, ïîòîìó óäîáíåå ïîëüçîâàòüñÿ óðàâíåíèÿìèÌàêñâåëëà, óñðåäíåííûìè ïî ñòàòèñòè÷åñêîìó àíñàìáëþ, ò. å.
ïî âñåìâîçìîæíûì ìèêðîñêîïè÷åñêèì ñîñòîÿíèÿì ñèñòåìû ïðè çàäàííîì ååìàêðîñêîïè÷åñêîì ñîñòîÿíèè. Óñðåäíåííûå óðàâíåíèÿ ïî ôîðìå ñîâïà~,äàþò ñ (1.1), (1.2), íî ñìûñë âõîäÿùèõ â íèõ áóêâ äðóãîé: òåïåðü E~~B è j ñðåäíèå çíà÷åíèÿ ïîëåé è òîêà. Äàëåå ìû áóäåì ïîëüçîâàòüñÿòîëüêî óñðåäíåííûìè ïî àíñàìáëþ óðàâíåíèÿìè.Âòîðàÿ ïàðà óðàâíåíèé Ìàêñâåëëà~ = 0,div B~ = 4πρdiv E7(1.3)(1.4)åñòü ñëåäñòâèå ïåðâîé ïàðû (1.1), (1.2) è óðàâíåíèÿ íåïðåðûâíîñòè∂ρ+ div ~j = 0.∂t(1.5)Òî÷íåå, ýòî íà÷àëüíûå óñëîâèÿ äëÿ óðàâíåíèé (1.1) è (1.2).
Íàïðèìåð,âçÿâ äèâåðãåíöèþ (1.1)~1 ∂ div E4π+div ~j = 0c ∂tcè âîñïîëüçîâàâøèñü (1.5), ïîëó÷àåì∂ ~ − 4πρ = 0.div E∂tÒàêèì îáðàçîì, åñëè â êàêîé-òî ìîìåíò âðåìåíè ðàâåíñòâà (1.3) è (1.4)âûïîëíåíû, òî îíè âûïîëíÿþòñÿ âñåãäà.Ïîëíûé òîê ~j óäîáíî ðàçäåëèòü íà äâå ÷àñòè: òîê ñòîðîííèõ çàðÿäîâ~jñòîð è òîê ~jñð , ñîçäàâàåìûé ÷àñòèöàìè ñðåäû:~j = ~jñòîð + ~jñð .(1.6)Ýòî äåëåíèå íå âñåãäà ÿâëÿåòñÿ îäíîçíà÷íûì. Åñëè ñðåäà ÿâëÿåòñÿ ïðîâîäÿùåé, ò. å.
ïðè íàëè÷èè ñòàöèîíàðíîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ â íåéòå÷åò ïîñòîÿííûé òîê, òî òîê ïðîâîäèìîñòè ìîæíî ñ÷èòàòü êàê ñòîðîííèì, òàê è òîêîì ñðåäû.  ñâîþ î÷åðåäü, òîê è çàðÿä ñðåäû âñåãäàìîæíî ïðåäñòàâèòü â âèäå~~,~jñð = ∂ P + c rot M∂tρñð = −div P~ ,(1.7)~ íåêîòîðûå âåêòîðû. Ïðåäñòàâëåíèå (1.7) íåîäíîçíà÷íî:ãäå P~ è Mòîê è çàðÿä ñðåäû íå èçìåíÿòñÿ ïðè çàìåíå~~ ←→ M~ − 1 ∂X ,Mc ∂t~P~ ←→ P~ + rot X,(1.8)~ ïðîèçâîëüíûé âåêòîð.
Ýòà íåîäíîçíà÷íîñòü ñíèìàåòñÿ ïîãäå Xðàçíîìó â êâàçèñòàòè÷åñêèõ è äèíàìè÷åñêèõ çàäà÷àõ. ýëåêòðî- è ìàãíèòîñòàòèêå, êîãäà ïîëÿ âî âðåìåíè íå ìåíÿþòñÿ~ óäîáíî âûáðàòü ôèçè÷åèëè ìåíÿþòñÿ ìåäëåííî, â êà÷åñòâå P~ è Mñêè îñìûñëåííûå âåëè÷èíû: äèïîëüíûé è ìàãíèòíûé ìîìåíòû åäèíèöû~ îáúåìà ñðåäû. Âåêòîð P~ íàçûâàþò ïîëÿðèçàöèåé ñðåäû, à âåêòîð M8~ è ýëåêíàìàãíè÷åííîñòüþ. Ââîäÿ íàïðÿæåííîñòü ìàãíèòíîãî ïîëÿ H~òðè÷åñêóþ èíäóêöèþ D~ =B~ − 4π M~,H~ =E~ + 4π P~ ,D(1.9)ìîæíî ïåðåïèñàòü ïåðâîå óðàâíåíèå Ìàêñâåëëà â îáû÷íîé äëÿ êâàçèñòàòè÷åñêèõ çàäà÷ ôîðìå:~ =rot B~4π4π ∂ P~1 ∂E~,+ ~jñòîð ++ 4π rot Mc ∂tcc ∂t~~ = 1 ∂ D + 4π ~jñòîð .rot Hc ∂tc(1.10)Èìåííî òàêîé ïîäõîä îáû÷íî èçëàãàåòñÿ â êóðñå ¾Ýëåêòðîäèíàìèêà¿.~ èD~ ïðÿìî ïðîïîðöèîíàëüíû ïîëÿì B~ èE~.Îí óäîáåí, åñëè âåëè÷èíû H äèíàìè÷åñêèõ çàäà÷àõ, êîãäà çàâèñèìîñòü ïîëÿ îò âðåìåíè ñòàíî~ óæå íå óäîáíî áðàòü äèïîëüíûéâèòñÿ ñóùåñòâåííîé, â êà÷åñòâå P~ è Mè ìàãíèòíûé ìîìåíòû åäèíèöû îáúåìà.
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}
