РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины «Электричество и магнетизм»
для студентов 2-го курса физического факультета Белгосуниверситета.
ВВЕДЕНИЕ.
Электромагнитные взаимодействия в природе. Электрический заряд и его свойства.
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ.
Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность. Полевая трактовка закона Кулона. Принцип суперпозиции. Линии вектора напряженности, поток вектора напряженности. Теорема Остроградского-Гаусса. Дифференциальная формулировка теоремы Остроградского-Гаусса.
Работа сил электростатического поля. Теорема о циркуляции вектора напряженности электростатического поля. Разность потенциалов, потенциал. Принцип суперпозиции для потенциала. Эквипотенциальные поверхности и их свойства. Связь напряженности и потенциала.
Основная задача электростатики. Поле заряженного проводника. Поле произвольной системы зарядов. Мультипольное разложение. Поле электрического диполя. Диполь во внешнем электрическом поле.
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ПРИ НАЛИЧИИ ПРОВОДНИКОВ
Проводник во внешнем электростатическом поле.. Распределение зарядов по поверхности проводника. «Стекание» заряда с проводника.. Электростатическая защита. Заземление. Генератор Ван-де-Граафа. Понятие о методе изображений.
Емкость уединенного проводника и системы проводников. Конденсаторы и их емкость. Соединение конденсаторов.
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ПРИ НАЛИЧИИ ДИЭЛЕКТРИКОВ
Классификация диэлектриков. Диполь как модель при описании диэлектриков. Поляризованность диэлектриков (вектор поляризации). Вектор поляризованности и связанные заряды. Описание электростатического поля в диэлектриках, вектор электрического смещения. Диэлектрическая восприимчивость и диэлектрическая проницаемость.
Молекулярная картина поляризации диэлектриков. Поляризуемость. Температурная зависимость восприимчивости полярных и неполярных диэлектриков.
Граничные условия, преломление линий векторов напряженности и смещения на границе раздела диэлектриков
Основные сведения о сегнетоэлектриках. Доменная структура. Гистерезис.
Пьезоэлектрики и их практическое использование. Пироэлектрики.
ЭНЕРГИЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ
Энергия взаимодействия дискретных зарядов. Энергия взаимодействия при непрерывном распределении зарядов. Собственная энергия. Энергия заряженного проводника, конденсатора.
Энергия электрического поля. Плотность энергии.
Силы, действующие на заряженные тела. Вычисление сил из выражения для энергии
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
Cила и плотность тока. Уравнение непрерывности. Законы постоянного тока. Условия существования электрического тока. Э.Д.С. Падение напряжения. Электрическое поле постоянного тока.
Линейные цепи. Правила Кирхгофа. Методы расчета цепей постоянного тока.
Квазистационарные токи. Условия квазистационарности.
М АГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ.
Магнитное взаимодействие токов. Закон Ампера. Полевая трактовка закона взаимодействия элементов тока. Вектор магнитной индукции. Определение ампера.
Теорема Био-Савара-Лапласа. Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции. Вихревой характер магнитного поля.
Векторный потенциал. Магнитный поток. Теорема о полном потоке.
Работа по перемещению контура с током. Контур с током в магнитном поле. Магнитный момент.
Классический плоский атом в магнитном поле. Ларморова прецессия. Наведенный магнитный момент.
М АГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ
Классическая теория намагничивания. Молекулярные токи. Вектор намагничивания. Объемные и поверхностные токи намагничивания, связь с вектором намагничивания. Описание магнитного поля в магнетиках, напряженность магнитного поля.
Граничные условия для векторов индукции и напряженности, преломление линий.
Классификация магнетиков, магнитная восприимчивость и проницаемость.
Затруднения классической теории. Основы квантовой теории магнетизма. Пара- и диамагнетики. Ферромагнетики. Понятие о антиферромагнетизме, ферримагнетизме.
Энергия взаимодействия контуров с током. Взаимная индукция контуров с током, взаимная индуктивность. Индуктивность. Энергия контуров с током. Энергия магнитного поля. Силовые характеристики контуров с током.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ
Сила Лоренца. Соответствие сил Лоренца и Ампера.
Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции. Явление самоиндукции.
Магнитные измерения. Трансформатор.
УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛЛА