- Артикул:00-01052869
- Автор: М.М. Бредов, В.В. Румянцев, И.Н. Топтыгин
- Тираж: 12000 экз.
- Обложка: Твердая обложка
- Издательство: Наука (все книги издательства)
- Город: Москва
- Страниц: 400
- Формат: 60х90 1/16
- Год: 1985
- Вес: 633 г
- Серия: Учебное пособие для ВУЗов (все книги серии)
Развернуть ▼
Настоящий курс электродинамики представляет собой один из разделов теоретической физики и предназначен для студентов вузов 2 - 3 годов обучения, прослушавших достаточно содержательные курсы общей физики и классической механики. Вместе с тем, благодаря соответствующему подбору материала и современному стилю изложения, книгой могут пользоваться для справок студенты старших курсов, инженеры и научные работники. В книге содержится теория электромагнитных явлений в вакууме и в средах, а также специальная теория относительности. Изложение специальной теории относительности предшествует микроскопической электродинамике, которая строится как последовательно релятивистская теория. В электродинамике сред используются как микроскопический, так и макроскопический подходы к описанию явлений. Для студентов физических факультетов университетов и других вузов. Может быть использована инженерами и научными работниками.
Содержание
Предисловие
Часть I. Микроскопическая теория электромагнитных явлений в вакууме
Глава I. Специальная теории относительности и релятивистская кинематика
§ 1. Принцип относительности и преобразования Лоренца
1.1. Пространство и время в классической механике
1.2. Принцип относительности Эйнштейна
1.3. Преобразования Лоренца
§ 2. Некоторые следствия преобразований Лоренца
2.1. Сокращение масштабов. Преобразование объема
2.2. Относительность одновременности. Собственное время
2.3. Релятивистское преобразование скорости
2.4. Преобразование направлений. Аберрация света
2.5. Видимая форма быстро - движущихся тел
§ 3. Геометрический смысл преобразований Лоренца. Интервал и причинность
3.1. Преобразование Лоренца как поворот в четырехмерном мире
3.2. Три типа интервалов. Причинность
§ 4. Четырехмерные векторы и тензоры
4.1. Определение вектора. Контра- и ковариантные компоненты
4.2. Четырехмерные тензоры
4.3. Дифференциальные операции
4.4. Четырехмерные скорость и ускорение частицы
§ 5. Действие для свободной частицы. Энергия и импульс
5.1. Принцип наименьшего действия для свободной частицы
5.2. Энергия и импульс свободной частицы
5.3. Связь между массой и энергией
§ 6. Кинематика релятивистских частиц
6.1. Распад частиц
6.2. Энергетический порог реакции
6.3. Кинематика двухчастичных реакций
6.4. Преобразование фазового объема и функций распределения
Глава II. Специальная теория относительности и электромагнитные явления
§ 7. Взаимодействие между заряженными частицами и электромагнитное поле
7.1. Взаимодействие в теории относительности. Электрический заряд и электромагнитное поле
7.2. Действие для частицы, находящейся в электромагнитном поле. Четырехмерный потенциал
§ 8. Уравнение движения релятивистской частицы в электромагнитном поле. Напряженность поля
8.1. Функция Лагранжа и уравнение движения
8.2. Сила Лоренца. Напряженность электромагнитного поля
8.3. Градиентное преобразование потенциалов
8.4. Функция Гамильтона
§ 9. Уравнение движения в ковариантной форме. Тензор электромагнитного поля
9.1. Вариация действия и уравнение движения
9.2. Связь тензора поля с напряженностями Е. Н
§ 10. Преобразование напряженностей электромагнитного поля. Инварианты поля
10.1. Преобразование напряженностей
10.2. Инварианты поля
§11. Движение релятивистской частицы в скрещенных электрическом и магнитном полях. Электрический дрейф
11.1. Движение в однородном магнитном поле
11.2. Электрический дрейф
11.3. Гиперболическое движение
§ 12. Теорема Лармора
Глава III. Уравнения электромагнитного поля
§ 13. Вывод уравнений Максвелла в ковариантной форме из принципа наименьшего действия
13.1. Действие для системы, состоящей из частиц и электромагнитного поля
13.2. Четырехмерная плотность тока
13.3. Уравнения Максвелла
§ 14. Трехмерная форма уравнений Максвелла и их связь с опытными законами электромагнетизма
14.1. Уравнения Максвелла в трехмерной форме
14.2. Интегральная форма уравнений Максвелла
14.3. Системы единиц измерения электрических и магнитных величин
§ 15. Граничные условия для векторов электромагнитного поля
15.1. Условия для нормальных компонент
15.2. Условия для тангенциальных компонент
§ 16. Тензор энергии - импульса электромагнитного поля. Вектор Пойнтинга
16.1. Тензор энергии - импульса релятивистских частиц
16.2. Тензор энергии - импульса электромагнитного поля
16.3. Энергия поля. Вектор Пойнтинга. Максвелловский тензор напряжений
§17. Единственность решения уравнений Максвелла
§18. Уравнения для электромагнитных потенциалов
Глава IV. Постоянное электрическое поле в вакууме
§ 19. Общие свойства постоянного электрического поля
§ 20. Интегрирование уравнения Пуассона
20.1. Интегральная форма уравнения Пуассона
20.2. Единственность решения электростатической задачи
20.3. Решение граничной задачи с помощью функций Грина
§ 21. Потенциал на больших расстояниях от системы зарядов. Дипольный и квадрупольный момент
§ 22. Энергия и силы взаимодействия в электростатическом поле
22.1. Энергия электростатического поля
22.2. Система зарядов во внешнем поле
§ 23. Потенциал двойного слоя
Глава V. Постоянное магнитное поле в вакууме
§ 24. Общие свойства постоянного магнитного поля в вакууме
24.1. Основные уравнения
24.2. Закон Био - Савара
24.3. Псевдоскалярный потенциал магнитного поля и магнитные листки
24.4. Формула Ампера
§ 25. Магнитный момент
§ 26. Энергия и силы в постоянном магнитном поле
26.1. Магнитная энергия стационарных токов
26.2. Энергия системы контуров с током. Коэффициенты самоиндукции и взаимной индукции
26.3. Система токов во внешнем поле
26.4. Силы в постоянном магнитном поле
Глава VI. Электромагнитные волны
§ 27. Волновые уравнения
27.1. Уравнения электромагнитного поля в отсутствие зарядов
27.2. Пример решения волнового уравнения - плоские волны
§ 28. Плоские монохроматические волны
28.1. Амплитуда, частота и волновой вектор. Фаза плоской монохроматической волны
28.2. Преобразование частоты и волнового вектора. Эффект Доплера
28.3. Поляризация плоской волны
§ 29. Немонохроматические волны. Спектральное разложение
§ 30. Когерентность и интерференция
30.1. Описание некогерентного поля излучения с помощью корреляционного тензора Время и длина когерентности
30.2. Влияние временной и пространственной когерентности на интерференцию волн
30.3. Частичная поляризация электромагнитных волн
§ 31. Гамильтонова форма уравнений электромагнитного поля
31.1. Собственные типы колебаний (моды) электромагнитного поля
31.2. Число собственных колебаний
31.3. Гамильтониан и гамильтонова форма уравнений поля
Глава VII. Поля движущихся зарядов
§ 32. Запаздывающие потенциалы
32.1. Функции Грина волнового уравнения
32.2. Выбор запаздывающих потенциалов
32.3. Спектральное разложение запаздывающих потенциалов
§ 33. Принцип Гюйгенса и формула Кирхгофа
33.1. Вывод формулы Кирхгофа
33.2. Геометрическая оптика. Дифракция Френеля
33.3. Дифракция Фраунгофера
§ 34. Электромагнитное поле точечного заряда, движущегося произвольным образом
34.1. Потенциалы Лиенара - Вихерта
34.2. Напряженность поля
34.3. Спектральное разложение потенциалов Лиенара - Вихерта
Глава VIII. Поля движущихся зарядов
§ 32. Запаздывающие потенциалы
32.1. Функции Грина волнового уравнения
32.2. Выбор запаздывающих потенциалов
32.3. Спектральное разложение запаздывающих потенциалов
§ 33. Принцип Гюйгенса и формула Кирхгофа
33.1. Вывод формулы Кирхгофа
33.2. Геометрическая оптика. Дифракция Френеля
33.3. Дифракция Фраунгофера
§ 34. Электромагнитное поле точечного заряда, движущегося произвольным образом
34.1. Потенциалы Лиенара - Вихерта
24.2. Напряженность поля
34.3. Спектральное разложение потенциалов Лиенара - Вирхерта
Глава VIII. Излучение и рассеяние электромагнитных воли
§ 35. Излучение релятивистской заряженной частицы
35.1. Угловое распределение излучения
35.2. Потеря энергии и импульса заряженной частицей
35. 3. Спектральное распределение излучения
§ 36. Излучение нерелятивистской системы заряженных частиц
36.1. Электрическое дипольное излучение
36.2. Квадрупольное и магнитно-дипольное излучение
36.3. Поле на близких расстояниях
36.4. Примеры излучения простейших систем
§ 37. Излучение макроскопических тел. Антенны
37.1. Вектор Герца
37.2. Излучение антенны. Диаграмма направленности
37.3. Принцип взаимности
§ 38. Реакция излучения
38.1. Взаимодействие заряженной частицы с собственным электромагнитным полем.
38.2. Вычисление силы радиационного торможения из закона сохранения энергии
§ 39. Излучение и рассеяние электромагнитных волн осциллятором
39.1. Излучение осциллятора. Естественная ширина спектральных линий
39.2. Рассеяние электромагнитных волн осциллятором
§ 40. Рассеяние электромагнитных волн свободными частицами
40.1. Формула Томсона
40.2. Когерентное и некогерентное рассеяние
Часть II. Электродинамика поляризующихся и намагничивающихся сред
Глава I. Уравнения электромагнитного поля в поляризующихся и намагничивающихся средах
§ 1. Макроскопический и микроскопический подходы к описанию электромагнитных явлений в средах
1.1. Микроскопические уравнения поля. Сторонние и наведенные заряды и токи
1.2. Усреднение уравнений Максвелла
§ 2. Уравнения электромагнитного поля в средах
2.1. Связь наведенных зарядов и токов с удельными дипольными моментами. Уравнения Максвелла в средах
2.2. Другая форма уравнений поля в средах. Вектор обобщенной электрической индукции
§ 3. Тензор комплексной диэлектрической проницаемости. Временная дисперсия
3.1. Функция отклика и диэлектрическая проницаемость
3.2. Свойства диэлектрической проницаемости при действительных частотах
3.3. Свойства диэлектрической проницаемости при комплексных значениях частоты
§ 4. Тензор комплексной диэлектрической проницаемости. Пространственная дисперсия
§ 5. Соотношения Крамерса - Кронига
§ 6. Дебаевское экранирование
6.1. Электростатический потенциал точечного заряда в среде
6.2. Дебаевский радиус
§ 7. Диссипация энергии поля в диспергирующих средах
§ 8. Энергия электромагнитного поля и поток энергии в диспергирующей среде
§ 9. Уравнения электродинамики в движущихся средах
9.1. Уравнения Максвелла и материальные уравнения
9.2. Граничные условия
9.3. Уравнения Максвелла с обобщенным вектором индукции
§ 10. Силы, действующие на элементы среды в электромагнитном поле
10.1. Силы, действующие на диэлектрик, помещенный в постоянное электрическое поле
10.2. Силы, действующие на магнетик, помещенный в постоянное магнитное поле
10 3. Силы в переменном электромагнитном поле
§ 11. Среднее и эффективное поля в средах
Глава II. Постоянное электрическое поле в средах
§ 12. Электрическое поле в окрестности проводников
§ 13. Электрическое поле в непроводящих средах
§ 14. Термодинамические соотношения для диэлектриков во внешнем электрическом поле
14.1. Внутренняя энергия и свободная энергия диэлектрика
14.2. Изменение внутренней энергии диэлектрика при изотермическом включении поля
14.3. Симметрия тензора диэлектрической проницаемости
§ 15. Силы, действующие на жидкие диэлектрики в электрическом поле. Электрострикция
§ 16. Статическая диэлектрическая проницаемость
16.1. Связь между статической диэлектрической проницаемостью и флуктуациями вектора поляризации среды в отсутствие внешнего электрического поля
16.2. Диэлектрическая проницаемость среды, состоящей из полярных молекул
16.3. Диэлектрическая проницаемость среды, состоящей из неполярных молекул
§ 17. Транспортные явления в среде, помещенной в постоянное электрическое поле
17.1. Электрический ток и поток тепла в среде в присутствии внешнего электрического поля
17.2. Эффект Пельтье
17.3. Эффект Томсона
17.4. Термоэлектродвижущая сила
17.5. Соотношения Томсона
§ 18. Оценка проводимости в приближении времени релаксации
§ 19. Пьезоэлектрики и сегнетоэлектрики
19.1. Пьезоэлектрический эффект
19.2. Сегнетоэлектрики
Глава III. Постоянное магнитное поле в средах
§ 20. Классификация магнетиков
§ 21. Постоянное магнитное поле в среде, обусловленное токами
§ 22. Термодинамические соотношения для магнетиков в магнитном поле
§ 23. Адиабатическое размагничивание
§ 24. Теорема Бора-Ван Лёвен
§ 25. Транспортные эффекты в магнитном поле
§ 26. Ферромагнетизм
§ 27. Магнитные свойства сверхпроводников
Глава IV. Электромагнитные волны в средах
§ 28. Плоские электромагнитные волны в изотропных средах. Продольные и поперечные волны
§ 29. Электромагнитные волны в анизотропных средах
§ 30. Распространение волн в неоднородной среде. Поверхностные волны. Скин - эффект при высоких частотах
30.1. Поверхностные волны
30.2. Нормальный скин - эффект
30.3. Аномальный скин - эффект
30.4. Скин-эффект при высоких частотах
§ 31. Электромагнитные волны в волноводах
§ 32. Отражение и преломление объемных поперечных электромагнитных волн на границе раздела сред
§ 33. Диэлектрическая проницаемость плазмы и плазмоподобных сред при конечных частотах
33.1. Вычисление функции e (k, w) электронного газа при конечных k и w
33.2. Продольные колебания бесстолкновительного невырожденного электронного газа
33.3. Поперечные колебания электронного невырожденного бесстолкновительного газа
33.4. Ионно-звуковые колебания
33.5. Гидродинамическое описание волн в однородной изотропной плазме
§ 34. Магнитогидродинамическое описание электромагнитных волн в плазме в магнитном поле
34.1. Система уравнений магнитной гидродинамики
34.2. Магнитогидродинамические волны
§ 35. Прохождение электромагнитных волн через гиротропные среды
§ 36. Распространение жесткого излучения в кристаллах
36.1. Фундаментальные уравнения теории дифракции рентгеновских лучей в кристаллах
36.2. Кинематическое и динамическое приближения в теории дифракции рентгеновских лучей
36.3. Сечение дифракционного рассеяния рентгеновских лучей на кристаллах конечного объема
36.4. Температурные эффекты при дифракции рентгеновских лучей
Глава V. Излучение электромагнитных волн быстрыми частицами в средах
§ 37. Излучение быстрых частиц в пространственно-однородной среде
37.1. Описание потерь энергии быстрых нерелятивистских частиц в веществе в рамках диэлектрического формализма
37.2. Торможение быстрой частицы за счет испускания объемных плазмонов
37.3. Излучение Вавилова - Черенкова
§ 38. Генерация электромагнитных волн при движении быстрой частицы в пространственно-неоднородной среде. Переходное излучение. Возбуждение поверхностных плазмонов
§ 39. Излучение гамма- и рентгеновских лучей при движении быстрых заряженных частице кристаллах
Глава VI. Нелинейные электромагнитные процессы в средах
§ 40. Нелинейная поляризация
40.1. Общее феноменологическое выражение для нелинейной поляризуемости
40.2. Квадратичные по полю эффекты нелинейности
40.3. Кубичные по полю эффекты нелинейности
§ 41. Классические модели, обеспечивающие существование нелинейной восприимчивости
41.1. Нелинейная восприимчивость газа свободных электронов
41.2. Нелинейность, связанная с энгармонизмом колебаний
Дополнения
ДI. Элементы тензорной алгебры и анализа в трехмерном евклидовом пространстве
Д.I.1. Определение тензора
Д.I.2. Операции над тензорами
Д.I.3. Симметрия тензоров
Д.I.4. Инвариантные тензоры aab и baby
Д.I.5. Приведение симметричного тензора II ранга к диагональному виду
Д.I.6. Преобразование тензоров при инверсии системы координат. Псевдотензоры
ДII. Дополнительные сведения о тензорах в четырехмерном псевдоевклидовом пространстве
ДII.1. Связь между четырехмерными и трехмерными тензорами
ДII.2. Теорема Остроградского-Гаусса в 4 - пространстве
ДIII. Вариационный принцип для непрерывных систем
ДIII.1. Колебания упругой среды как предел колебаний дискретных точечных масс
ДIII.2. Лагранжева форма уравнений движения непрерывной среды
ДIV. Дельта - функция Дирака
ДIV. 1. Определение и общие свойства
ДIV.2. Некоторые представления б - функции
ДIV.3. Представление б - функции через контурные интегралы в комплексной плоскости
ДV. Перевод электрических и магнитных величин из системы СИ в гауссову и обратно
ДVI. О тензоре энергии - импульса
ДVI.1. Симметрия тензора энергии - импульса
ДVI.2. Об однозначности определения тензора энергии- импульса поля
ДVII. Сферические функции Лежандра
ДVIII. Постоянное электрическое поле внутри сферической полости в диэлектрике
ДIХ. Реактивное поле в диэлектрике
Рекомендуемая литература
Предметный указатель
Рекомендуем
