Электродинамика. Исаков А.Я., Исакова В.В. 2008

Название: Электродинамика.
Автор: Исаков А.Я., Исакова В.В.
2008
   Физика в современном мире обоснованно рассматривается как одна из основных фундаментальных наук, определяющих кругозор и мировоззрение современного специалиста. Знание физические законов и умение их использовать учёными и инженерами в своей профессиональной деятельности определяет научно-технический потенциал цивилизации. Всего что успела достичь земная цивилизация в большей или меньшей степени связано с успехами физики и её многочисленных дочерних дисциплин. Это очевидно и не требует дополнительного обсуждения.
   Изучение физики не может протекать успешно без активного сотрудничества в образовательном процессе главных его участников - преподавателя и студента. Знание только теоретических основ физических законов не позволяет созидательно их использовать при освоении общеинженерных и специальных дисциплин. Законы мироздания приобретают силу и смысл только при умении их использовать для решения конкретных задач. Наряду с несомненной теоретической значимостью физика сильна своими приложениями. Научить студента применять физические законы можно только в том случае, если он станет активно пытаться при посредничестве преподавателя самостоятельно решать задачи физического содержания.
Эта книга о законах электродинамики, которые, по большому счёту, являются энергетической и информационной основой современной цивилизации. Материал пособия построен таким образом, что теоретические законы электродинамики непременно сопровождаются многочисленными задачами с подробными решениями, разбирая которые, можно самостоятельно научиться применять теоретические знания. Пособие предназначено, прежде всего, студентам заочной формы образования, которые вынуждены многое в физике постигать самостоятельно. Вместе с тем книга может быть полезна и студентам очной формы образования при выполнении индивидуальных заданий.
Очень давно, (625-547 гг. до н.э.) древнегреческий философ и математик Фалес Милетский, толи забавы ради, толи интереса для, натёр меховым лоскутком янтарь и обнаружил, что окаменелая смола начала притягивать к себе мелкие предметы. Перышки, пух, сухие листья. Этот факт и принят многими историографами науки за начало теории электрических явлений. Янтарь по-гречески назывался электроном.
Оглавление
Электрическое поле
Вводные замечания 5
1. Свойства и характеристики электрических полей
1.1. Элементарный электрический заряд 13
1.2. Закон сохранения электрического заряда 16
1.3. Закон Кулона 18
1.4. Напряжённость электрического поля 21
1.5. Сложение электрических полей 23
1.6. Линейная, поверхностная и объёмная плотность заряда 24
1.7. Линии напряжённости электрического поля 25
1.8. Теорема Остроградского - Гаусса 27
1.9. Электрический диполь 32
1.10. Примеры взаимодействия зарядов 34
1.11. Примеры расчёта электрических полей 44
2. Потенциальность электрического поля
2.1. Работа по перемещению заряда в электрическом поле 62
2.2. Потенциал электрического поля 64
2.3. Общая задача электростатики 67
2.4. Проводники в электрическом поле 68
3. Энергия магнитного поля
3.1. Электрическая ёмкость 71
3.2. Энергия системы электрических зарядов 74
3.3. Энергия заряженного проводника, конденсатора и электрического поля 76
3.4. Соединение конденсаторов 78
3.5. Примеры определения энергетических характеристик полей 80
3.6. Примеры определения работы в электрическом поле 85
3.7. Примеры расчётов электрических ёмкостей и конденсаторов 96
4. Диэлектрики
4.1. Поляризация диэлектриков 108
4.2. Электрическое поле в диэлектрике 114
4.3. Электростатика диэлектриков 116
4.4. Электронная теория поляризации диэлектриков 118
4.5. Сегнетоэлектрики 120
4.6. Пьезоэлектрический эффект 121
5. Постоянный электрический ток
5.1. Вводные замечания 122
5.2. Основные характеристики электрического тока 131
5.3. Проявления электрического тока 134
5.4. Закон Ома 136
5.5. Соединения сопротивлений 140
5.6. Закон Ома для замкнутой цепи 141
5.7. Конденсатор в цепи с сопротивлением 142
5.8. Разветвлённые цепи. Правила Кирхгофа 145
5.9. Закон Джоуля - Ленца 148
5.10. Эффективное использование энергии источников тока 150
5.11. Классическая электронная теория металлов 152
5.12. Примеры применения законов постоянного тока 154
6. Магнитное поле
6.1. История развития представлений 200
6.2. Магнитные поля электрических токов 208
6.3. Магнитное поле движущихся зарядов 211
6.4. Закон Био - Савара - Лапласа 214
6.5. Магнитное поле прямолинейного проводника с током 215
6.6. Магнитное поле на оси кругового тока 216
6.7. Магнитное поле соленоида 217
6.8. Закон Ампера 218
6.9. Напряжённость магнитного поля 220
6.10. Вихревой смысл магнитного поля 221
6.11. Магнитный момент тока 223
6.12. Примеры расчётов магнитных полей 225
6.13. Механическая работа в магнитном поле 242
6.14. Магнитный поток 244
6.15. Контур стоком в магнитном поле 245
6.16. Примеры взаимодействия токов с магнитным полем 247
7. Электромагнитная индукция
7.1. Суть явления 260
7.2. Закон электромагнитной индукции Майкла Фарадея 262
7.3. Самоиндукция 264
7.4. Магнитная проницаемость вещества 266
7.5. Токи замыкания и размыкания 267
7.6. Энергия магнитного поля 268
7.7. Взаимная индукция 269
7.8. Механические силы в магнитном поле 271
7.9. Примеры применения закона электромагнитной индукции 272
8. Магнитное поле в веществе
8.1. Момент импульса и магнитный момент 261
8.2 Характеристики магнитного поля в средах 264
8.3 Диамагнетизм 266
8.4. Парамагнетизм 266
8.5 Ферромагнетизм 267
9. Уравнения Максвелла
9.1. Вихревое электрическое поле 292
9.2. Ток смещения 294
9.3. Уравнения Максвелла в интегральной форме 296
9.4. Уравнение Максвелла в дифференциальной форме 300
9.5. Электродинамика Максвелла - Герца - Хевисайда 305
9.6. Примеры применения уравнений электродинамики 312
10. Движение заряженных частиц
10.1. Объекты изучения 328
10.2. Энергетика статических полей 332
10.3. Движение зарядов в статическом электрическом поле 334
10.4. Движение частицы в однородном магнитном поле 338
10.5. Примеры движения частиц в электрических и магнитных полях 342
Литература 356