Физика для инженеров. Электромагнетизм. Ток в средах. Электрические колебания. Упругие волны. Электромагнитные волны

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ 3 ГЛАВА 1. ЭЛЕКТРОСТАТИКА 3 §1.1. Электростатическое поле в вакууме. Основные факты 3 §1.2. Электростатическое поле. Напряженность поля 4 §1.3. Потенциал 5 §1.4. Электрическая энергия системы зарядов 6 §1.5. Связь между напряженностью и потенциалом 8 §1.6. Диполь 9 §1.7. Поле системы зарядов на больших расстояниях 11 ГЛАВА 2. ЭЛЕМЕНТЫ ВЕКТОРНОГО АНАЛИЗА 13 §2.1. Градиент 13 §2.2. Поток вектора 15 §2.3. Дивергенция 16 §2.4. Теорема Остроградского – Гаусса 17 §2.5. Циркуляция и ротор 17 §2.6. Теорема Стокса 18 §2.7. Оператор набла 19 §2.8. Циркуляция и ротор электростатического поля 20 §2.9. Теорема Гаусса и дивергенция электростатического поля 20 §2.10. Уравнение Пуассона 21 §2.11. Электростатическое поле металлической сетки 22 §2.12. Вычисление полей с помощью теоремы Гаусса 23 ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ДИЭЛЕКТРИКАХ 25 §3.1. Полярные и неполярные молекулы 25 §3.2. Поляризация диэлектрика 25 §3.3. Поле внутри диэлектрика 26 §3.4. Объемные и поверхностные связанные заряды 26 §3.5. Вектор электрического смещения 27 §3.6. Поле внутри плоской диэлектрической пластины 28 §3.7. Условия на границе двух диэлектриков 29 §3.8. Сегнетоэлектрики 30 ГЛАВА 4. ПРОВОДНИКИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ 31 §4.1. Электрическое поле в проводниках 31 §4.2. Напряженность поля у поверхности проводника 31 §4.3. Потенциал уединенного проводящего шара 32 §4.4. Метод зеркального отражения 33 §4.5. Метод зеркального отражения в случае шара 33 §4.6. Электроемкость уединенного проводника 35 §4.7. Конденсаторы 36 §4.8. Энергия электрического поля 37 ГЛАВА 5. ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК 39 §5.1. Электрический ток 39 §5.2. Уравнение непрерывности 39 §5.3. Электродвижущая сила (ЭДС) 40 §5.4. Закон Ома. Сопротивление 41 §5.5. Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа 41 §5.6. Метод контурных токов 42 §5.7. Мощность тока. Закон Джоуля – Ленца 43 §5.8. Напряжение на зажимах источника тока 44 ГЛАВА 6. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ 45 §6.1. Магнитное поле. Основные факты 45 §6.2. Вектор магнитной индукции 45 §6.3. Закон Био – Савара – Лапласа 46 §6.4. Поле прямолинейного тока 46 §6.5. Линии магнитной индукции и их свойства 47 §6.6. Принцип суперпозиции 47 §6.7. Поле движущегося заряда 48 §6.8. Закон Ампера 49 §6.9. Сила Лоренца 49 §6.10. Контур с током в магнитном поле 51 §6.11. Энергия контура с током в магнитном поле 53 §6.12. Магнитное поле кругового контура с током 53 §6.13. Примеры анализа магнитных взаимодействий 54 §6.14. Работа, совершаемая при перемещении тока в магнитном поле 56 §6.15. Дивергенция и ротор магнитного поля 57 §6.16. Поле внутри соленоида 58 §6.17. Векторный потенциал магнитного поля 60 ГЛАВА 7. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ 62 §7.1. Намагничивание магнетика 62 §7.2. Напряженность магнитного поля 63 §7.3. Теорема о циркуляции напряженности магнитного поля 64 §7.4. Вычисление поля в магнетике 65 §7.5. Условия на границе двух магнетиков 66 §7.6. Виды магнетиков 67 ГЛАВА 8. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ 70 §8.1. Явление электромагнитной индукции 70 §8.2. ЭДС индукции 70 §8.3. Примеры анализа явления электромагнитной индукции 72 §8.4. Явление самоиндукции 74 §8.5.Ток при замыкании и размыкании контура 75 §8.6. Взаимная индукция 76 §8.7. Энергия магнитного поля 76 ГЛАВА 9. УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛЛА 78 §9.1. Вихревое электрическое поле 78 §9.2. Ток смещения 79 §9.3. Уравнения Максвелла 81 ТОК В СРЕДАХ 82 ГЛАВА 10. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В МЕТАЛЛАХ И ПОЛУПРОВОДНИКАХ 82 §10.1. Природа носителей тока в металлах 82 §10.2. Элементарная классическая теория металлов 83 §10.3. Зонная структура твердых тел 85 §10.4. Примесные полупроводники 87 §10.5. Эффект Холла 89 §10.6. Работа выхода электрона из металла. Виды электронной эмиссии 90 §10.7. Контактная разность потенциалов 91 §10.8. Термоэлектрические явления 92 ГЛАВА 11. ТОК В ЭЛЕКТРОЛИТАХ И В ГАЗАХ 96 §11.1. Электролиз 96 §11.2. Законы Фарадея 98 §11.3. Электропроводность газов 98 §11.4. Виды самостоятельного газового разряда 100 §11.5. Электрические явления в атмосфере 101 КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ 105 ГЛАВА 12. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ 105 §12.1. Свободные незатухающие колебания в колебательном контуре 105 §12.2. Свободные затухающие колебания 106 §12.3. Вынужденные электрические колебания. Резонанс 107 §12.4. Переменный ток 109 ГЛАВА 13. УПРУГИЕ ВОЛНЫ 113 §13.1. Распространение волн в упругой среде 113 §13.2. Уравнения плоской и сферической волн 114 §13.3. Звук 116 §13.4. Волновое уравнение 116 §13.5. Решения волнового уравнения 118 §13.6. Стоячие волны 119 §13.7. Колебание струны 120 §13.8. Эффект Доплера для звуковых волн 121 ГЛАВА 14. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ 123 §14.1. Волновое уравнение для электромагнитных волн 123 §14.2. Плоская электромагнитная волна 124 §14.3. Экспериментальное исследование электромагнитных волн 126 §14.4. Энергия и импульс электромагнитных волн 127 §14.5. Излучение движущегося заряда 128 §14.6. Эффект Доплера для электромагнитных волн 129