Document 4273775

2
3
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Цели дисциплины заключаются в следующем:
- знакомство с основами классической макроскопической электродинамики;
- изучение методов, используемых для описания электродинамических взаимодействий и
полей в средах, а также реакции среды на воздействие электромагнитного поля;
- подробное изучение аппарата классической электродинамики и приобретение навыков
практического применения методов и подходов электродинамики к решению задач.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП
2.1. Междисциплинарные связи с обеспечивающими (предыдущими) дисциплинами
Изучение дисциплины требует от студентов знаний о природе электромагнитных явлений, обычно излагаемых в рамках курса общей физики. Необходимо также, чтобы изучению
предмета предшествовали такие дисциплины как «Математический анализ», «Линейная алгебра и аналитическая геометрия», «Теория дифференциальных уравнений».
2.2. Междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
Знание элементов макроскопической электродинамики необходимо при изучении некоторых
разделов теоретической физики, например термодинамики и статистической физики магнетиков,
теории фазовых переходов, физики твёрдого тела и т.д. В широком смысле слова электродинамика как часть теоретической физики обеспечивает фундамент для понимания процессов, в
которых важную роль играют электромагнитные взаимодействия.
Освоение электродинамики является необходимым условием для последующего изучения некоторых прикладных разделов физики, в частности, электротехники, радиофизики, электронного и ядерного магнитного резонанса, физики магнитных явлений.
3. ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате освоения дисциплины студент должен:
Знать:
историю развития классической макроскопической электродинамики; основные понятия, определения, уравнения, законы и математический аппарат электродинамики.
Уметь:
применять на практике полученные знания для решения типовых задач электродинамики.
Владеть:
аппаратом электродинамики на уровне, достаточном дляего практического применения,в том числе в других разделах теоретической и прикладной физики.
4. ВИДЫ, СОДЕРЖАНИЕ И ОБЪЕМЫ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1
Содержание разделов дисциплины
4.1.1 Введение
Электромагнитные взаимодействия. Предмет и задачи электродинамики. Основные
разделы электродинамики и предмет их изучения.
4.1.2 Элементы теории обобщённых функций
4.1.2.1 Дельта-функция Дирака
Определение -функции Дирака. Дельтаобразные последовательности. Примеры
дельтаобразных последовательностей. Основное свойство -функции.
4.1.2.2 Свойства дельта-функции
4
Представление -функции через интеграл Фурье. Свойства -функции. Дифференцирование -функции. Связь со ступенькой Хевисайда.
4.1.2.3 Многомерные дельта-функции
Определение многомерной -функции. Свойства многомерной -функции.
4.1.3 Скалярные и векторные поля. Основные интегральные теоремы
4.1.3.1 Скалярное поле и эквипотенциальные поверхности
Скалярное поле. Эквипотенциальные поверхности. Связь эквипотенциальных поверхностей и вектора градиента поля.
4.1.3.2 Векторное поле. Поток. Циркуляция
Векторное поле. Понятие потока вектора через поверхность и циркуляции вектора по
замкнутому контуру. Телесный угол.
4.1.3.3 Теорема Гаусса-Остроградского
Физический смысл потока вектора поля через замкнутую поверхность. Дивергенция
вектора поля (интегральное представление). Теорема Остроградского-Гаусса.
4.1.3.4 Теорема Стокса
Физический смысл циркуляции вектора. Ротор вектора поля (интегральное представление). Теорема Стокса.
4.1.4 Основные понятия электродинамики
4.1.4.1 Электрические заряды. Объёмная плотность заряда
Свободные и связанные заряды. Объёмная плотность заряда. Объёмная плотность системы микроскопических зарядов.
4.1.4.2 Электрический ток и плотность тока
Понятие силы тока. Вектор плотности тока. Плотность тока микроскопических зарядов.
4.1.4.3 Закон сохранения заряда
Вывод уравнения непрерывности (закона сохранения заряда). Следствия из закона сохранения.
4.1.4.4 Электрический дипольный момент
Понятие вектора электрического дипольного момента. Дипольный момент системы
микроскопических зарядов. Инвариантность электрического дипольного момента относительно выбора системы координат.
4.1.4.5 Электрический квадрупольный момент
Понятие электрического квадрупольного момента. Неприведённый и приведённый
тензоры квадрупольного момента. Независимые компоненты тензора квадрупольного момента. Инвариантность квадрупольного момента относительно выбора системы координат.
4.1.4.6 Магнитный дипольный момент системы зарядов
Понятие вектора магнитного дипольного момента. Магнитный момент системы замкнутых контуровс током. Магнитный момент плоского замкнутого контура с током. Связь
механического и магнитного моментов. Инвариантность магнитного момента относительно
выбора системы координат.
4.1.4.7 Векторы электромагнитного поля. Сила Лоренца. Закон Ампера
Силовое воздействие электромагнитного поля на заряд. Напряженность электрического поля. Напряженность магнитного поля. Сила Лоренца. Закон Ампера для проводника с
током в дифференциальной и интегральной форме.
4.1.4.8 Связь микроскопической и макроскопической электродинамики
Поведение электрических и магнитных полей в среде. Определение макроскопических величин и параметров электродинамики.
4.1.4.9 Диэлектрики. Электрическая поляризация
Понятие диэлектрика. Вектор электрической поляризации. Зависимость плотности
связанных зарядов в диэлектрике от поляризации. Связь поляризация диэлектрика с электрическим полем. Электрическая восприимчивость.
4.1.4.10 Магнетики. Намагниченность
5
Понятие магнетика. Вектор намагниченности. Зависимость плотности тока связанных
зарядов (тока намагничивания) в магнетике от намагниченности. Связь намагниченности с
магнитным полем. Магнитная восприимчивость.
4.1.4.11 Макроскопическая плотность тока в веществе
Макроскопическая плотность тока в веществе, и её связь с электромагнитным полем. Закон Ома в дифференциальной форме.
4.1.5 Основные уравнения электродинамики
4.1.5.1 Обобщение опытных данных об источниках электрического поля. Закон Кулона
Опытные данные об источниках электрического поля. Закон Кулона. Обобщение закона Кулона: интегральная и дифференциальная форма уравнения определяющего электрическое поле. Связь микроскопических и макроскопических параметров диэлектрика.
Электрическое поле в среде. Понятие вектора электрической индукции и его смысл. Относительная электрическая проницаемость. Закон Кулона в среде.
4.1.5.2 Обобщение опытных данных об источниках магнитного поля
Опытные данные об источниках магнитного поля. Интегральная и дифференциальная
форма закона о полном токе. Ток смещения. Связь микроскопических и макроскопических
параметров магнетика. Уравнение, определяющее магнитное поле в среде. Понятие вектора магнитной индукции и его смысл. Относительная магнитная проницаемость. Сила
Лоренца в среде.
4.1.5.3 Обобщение опытного закона электромагнитной индукции Фарадея
Обобщение закона электромагнитной индукции Фарадея. Магнитный поток. Закон Ома.
Электродвижущая сила в контуре. Интегральная и дифференциальная форма обобщенного закона Фарадея.
4.1.5.4 Обобщение опытных данных об отсутствии магнитных зарядов
Опытные данные об отсутствии магнитных зарядов. Интегральная и дифференциальная форма уравнения отражающего отсутствие магнитных зарядов.
4.1.5.5 Система уравнений Максвелла для электромагнитного поля в среде
Дифференциальные уравнения Максвелла для электромагнитного поля в среде.
Связь между напряженностью и индукцией электрического и магнитного поля. Интегральная форма уравнений Максвелла (обобщение законов Кулона и Фарадея, закон полного тока, отсутствие магнитных зарядов). Связь результатов электродинамики в вакууме с результатами в среде.
4.1.5.6 Система уравнений Максвелла-Лоренца для электромагнитного поля в вакууме
Система уравнений Максвелла-Лоренца для электромагнитного поля в дифференциальной и интегральной форме в микроскопической электродинамике.
4.1.5.7 Поведение векторов электромагнитного поля на границах разделов сред
Связь между составляющими векторов поля нормальными к поверхности раздела
сред. Поверхностная плотность электрического заряда. Связь между составляющими векторов электромагнитного поля касательными к поверхности раздела сред. Поверхностная
плотность тока. Источникиэлектростатического и магнитостатического поля. Случаи отсутствия поверхностного заряда и тока.
4.1.5.8 Закон сохранения энергии в электромагнитном поле
Вывод закона сохранения энергии в электромагнитном поле. Вектор Пойнтинга. Закон сохранения энергии в интегральной и дифференциальной форме. Закон сохранения энергии для системы микроскопических зарядов.
4.1.5.9 Плотность энергии электромагнитного поля
Плотность энергии поля в среде. Физический смысл вектора Пойнтинга. Закон сохранения суммарного импульса (без доказательства). Плотность импульса электромагнитного поля.
4.1.5.10Потенциалы электромагнитного поля. Калибровочная инвариантность потенциалов
Связь напряженностей электрического и магнитного полей со скалярным и векторным потенциалом. Смысл электромагнитных потенциалов. Неоднозначность выбора потен6
циалов. Преобразования потенциалов, оставляющие инвариантными уравнения электромагнитного поля. Понятие калибровки потенциалов.
4.1.5.11Уравнения для потенциалов. Калибровка Лоренца и Кулона
Уравнения Даламбера для скалярного и векторного потенциала. Калибровка Лоренца.
Вид уравнений для потенциалов при калибровке Лоренца. Частные случаи уравнений. Неоднозначность калибровки Лоренца. Калибровка Кулона. Вид уравнений для потенциалов при
калибровке Кулона.
4.1.6 Электростатика
4.1.6.1 Электростатическое поле
Связь напряженности статического электрического поля и скалярного потенциала.
Уравнение Пуассона для скалярного потенциала. Общее решение уравнения для скалярного
потенциала. Электрическое поле системы зарядов. Закон Кулона. Силовые линии электрического поля.
4.1.6.2 Мультипольное разложение скалярного потенциала
Потенциал электрического поля на больших расстояниях от источника. Скалярный
потенциал и напряженность электрического поля монополя, диполя и квадруполя.
4.1.6.3 Энергия зарядов во внешнем электростатическом поле
Работа по перемещению заряда во внешнем электрическом поле. Потенциальная энергия зарядов во внешнем электрическом поле. Энергия системы зарядов в слабоменяющемся
(в пространстве) внешнем поле. Энергия взаимодействия заряда и диполя, диполя и диполя.
4.1.6.4 Энергия взаимодействия электрических зарядов
Энергия взаимодействия двух зарядов. Энергия взаимодействия системы зарядов.
Выражение энергии взаимодействия зарядов через скалярный потенциал. Связь энергии взаимодействия зарядов и энергии электрического поля.
4.1.6.5 Проводники в электростатическом поле
Граничные условия для электрического потенциала в случае электростатического поля. Проводники в электростатическом поле. Потенциал и плотность электрического заряда
проводника. Понятие электрической ёмкости проводника.
4.1.6.6 Метод изображений
Краевая задача электростатики (Задача Дирихле). Метод фиктивных зарядов. Точечный заряд над проводящей заземлённой плоскостью. Точечный заряд и проводящий заземлённый шар.
4.1.7 Магнитостатика
4.1.7.1 Постоянное магнитное поле
Связь напряженности статического магнитного поля и векторного потенциала. Уравнение Пуассона для векторного потенциала. Общее решение уравнения для векторного потенциала. Две формулировки закона Био-Савара для системы токов. Формула Ампера для
проводника с током в магнитном поле. Силовые линии магнитного поля.
4.1.7.2 Мультипольное разложение векторного потенциала
Векторный потенциал на больших расстояниях от источника. Векторный потенциал и
напряженность магнитного поля в дипольном приближении. Векторный потенциал однородного магнитного поля.
4.1.7.3 Магнитная энергия стационарных токов
Связь энергии магнитного поля и энергии системы стационарных токов. Собственная
магнитная энергия подсистемы и энергия взаимодействия между подсистемами.
4.1.7.4 Энергия системы токов во внешнем магнитостатическом поле
Собственная магнитная энергия системы стационарных токов и энергия взаимодействия системы с внешним магнитостатическим полем. Частный случай квазиоднородного
магнитного поля. Магнитная энергия диполя в постоянном магнитном поле.
4.1.7.5 Потенциальная функция системы
7
Понятие потенциальной функции системы в магнитном поле. Связь потенциальной функции
и магнитной энергии. Потенциальная функция диполя в постоянном поле и дипольдипольного взаимодействия.
4.1.7.6 Особенности поведения магнитного момента в магнитном поле
Уравнение движения магнитного момента в однородном магнитном поле. Решение
уравнений. Ларморова прецессия. Частота вращения Лармора. Ларморова прецессия суммарного момента системы зарядов
4.1.7.7Энергия системы контуров с током. Коэффициенты самоиндукции и взаимной индукции
Энергия системы проводников с током. Собственная магнитная энергия проводника и
его собственная индуктивность. Энергия взаимодействия проводников и их взаимная индуктивность. Связь коэффициентов индукции с магнитными потоками.
4.1.7.8 Эффект Холла
Эффект Холла. Разность потенциалов на поверхности проводника с током в магнитном поле. Постоянная Холла.
4.1.7.9 Скалярный потенциал магнитного поля
Возможность введения скалярного потенциала магнитного поля. Уравнение Лапласа
для магнитного скалярного потенциала. Неоднозначность магнитного скалярного потенциала. Дипольное приближение для потенциала. Магнитный скалярный потенциал замкнутого
линейного контура с током. Понятие магнитного листка. Выражение для потенциала замкнутого линейного контура с током через телесный угол.
4.1.8 Квазистационарныепроцессы в электродинамике
4.1.8.1 Квазистационарный предел в электродинамике. Скин-эффект
Условие квазистационарности для системы токов. Другая формулировка условия квазистационарности в проводниках. Уравнения для электромагнитного поля в квазистационарном пределе. Решение уравнений. Скин-эффект. Оценки скин-глубины.
4.1.8.2 Токи Фуко
Токи Фуко. Токи Фуко и средняя мощность, выделяемая в проводящем цилиндре, в
переменном магнитном поле.
4.1.8.3Плоские монохроматические волны
Понятие плоской волны. Уравнения электромагнитного поля вдали от излучателя.
Ориентация векторов электромагнитного поля вдали от излучателя. Поток энергии в плоской
электромагнитной волне. Понятие монохроматической волны. Волновое число, волновой
вектор. Комплексное представление волны. Поляризация электромагнитной волны: эллиптическая и круговая поляризация волны (правая и левая), линейная поляризация.
Разделы дисциплины и виды занятий
Перечень разделов дисциплины с указанием трудоемкости их освоения в часах, видов учебной работы и промежуточной аттестации с учетом существующих форм освоения
приведен в табл. 4.2.1., 4.2.2
4.2
8
Таблица 4.2.1.
Распределение аудиторной нагрузки и контрольных мероприятий для изучаемой
дисциплины по разделам для лекционного курса очной формы обучения
3
4
5
6
7
8
Введение
Элементы теории
обобщённых функций
Скалярные и векторные
поля. Основные
интегральные теоремы
Основные понятия
электродинамики
Основные уравнения
электродинамики
Электростатика
Магнитостатика
Квазистационарные
процессы в
электродинамике
2
5
14
12
2
5
14
12
2
5
5
13
15
7
10
6
5
5
6
4
2
68
51
Всего:
17
0
0
0
0
0
0
0
0
Домашние работы
2
Контрольные
работы
5
Коллоквиумы
2
Рефераты
2
Расчетные работы
5
Расчетнографические
работы
Графические
работы
2
Курсовые работы
2
Курсовые проекты
5
Лабораторные
работы (ЛР)
Практические
занятия (ПЗ)
Лекции (Л)
2
Наименование раздела
Общая трудоемкость дисциплины по учебному плану (час.): 102
Аудиторная нагрузка
Число контрольных мероприятий
(час.)
Всего часов
1
Семестр изучения
Номер раздела
Раздел дисциплины
0
0
Всего:
Всего
+
Лаборат
. Работы
5
Аудиторная нагрузка
(час.)
Практич
.
Занятия
Промежут.
аттест.
ЭкзаЗачет
мен
Лекции
Семестр
изучения
Таблица 4.2.2.
Распределение аудиторной нагрузки и объема самостоятельной работы по семестрам
изучения дисциплины для лекционного курса очной формы обучения
51
0
0
51
17
0
0
17
0
0
0
0
68
0
0
68
Объем Резерв на
СРС
СРС
(час.)
(час.)
34,0
0,0
0,0
34,0
9,3
0,0
0,0
9,3
5. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ И САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
5.1.
Лабораторный практикум
Не предусмотрен учебным планом.
5.2.
Практические занятия
Примерные темы практических занятий с указанием разделов дисциплины, к которым
они относятся, приведены в табл. 5.2.
9
Таблица 5.2
Распределение практических занятий по разделам изучаемой дисциплины
для лекционного курса очной формы обучения
Номер Номер
раздела занятия
4.1.4
4.1.5
1
2
4.1.5
2
4.1.6
3
4.1.6
4-5
4.1.6
4.1.7
5
6
4.1.7
7-8
4.1.7
4.1.8
8
9
Тема занятия
Силовое воздействие электромагнитного поля на заряд
Система уравнений Максвелла
Поведениеэлектромагнитного поля на
границах разделов сред
Электростатическое поле
Энергия электростатического поля и
электрическаяёмкость
Метод фиктивных зарядов
Магнитное поле
Энергия магнитного поля и
индуктивность системы токов
Магнетики в магнитном поле
Плоские монохроматические волны
Всего:
Время на
проведение
занятия (час.)
2
1
1
2
3
1
2
3
1
1
17
Перечень тем рефератов
5.3.
Не предусмотрено учебным планом.
5.4
Перечень тем домашних работ
Не предусмотрено учебным планом.
5.5
Перечень тем контрольных работ
Не предусмотрено учебным планом.
5.6
Перечень тем расчетных работ
Не предусмотрено учебным планом.
5.7
Перечень тем расчетно-графических работ
Не предусмотрено учебным планом.
5.8
Тематика коллоквиумов
Не предусмотрено учебным планом.
6. ТЕМАТИКА КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Не предусмотрено учебным планом.
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
7.1
Рекомендуемая литература
7.1.1 Основная литература
1. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т.2. Теория поля. – М.: Физматлит,
2006.- 534 с.
2. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т.8. Электродинамика сплошных
сред. – М.: Физматлит, 2005.- 656 с.
3. Фальковский О.И. Техническая электродинамика / О.И. Фальковский - М.: Лань, 2009. - 432с.
10
4. Батыгин В.В., Топтыгин И.Н. Сборник задач по электродинамике. – М.: РХД, 2002.640 с.
7.1.2 Дополнительная литература
1. Тамм И.Е. Основы теории электричества. – М.: Физматлит, 2003.- 616 с.
2. Терлецкий Я.П., Рыбаков Ю.П. Электродинамика.– М.: Высшая школа, 1990.- 335 с.
3. Савельев И.В. Основы теоретической физики. Т. 1. Механика. Электродинамика. – М.:
Наука, 1975.- 416 с.
4. Бредов М.М., Румянцев В.В., Топтыгин И.Н. Классическая электродинамика.М.: –
Наука, 1985.- 400 с.
5. Алексеев А.И. Сборник задач по классической электродинамике. – М.: Наука, 1977.320 с.
6. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Краткий курс теоретической физики. Книга 1. Механика.
Электродинамика. – М.:Наука, 1969.- 271 с.
7. Галицкий В.М., Ермаченко В.М. Макроскопическая электродинамика. – М.:Высш.шк.,
1988.- 160 с.
8. Пановский В., Филипс М. Классическая электродинамика. – М.: Физматгиз, 1963.- 432
с.
9. Власов А.А. Макроскопическая электродинамика. – М.: Физматлит, 2005.- 236 с.
10. Левич В.Г. Курс теоретической физики. Т.1.Теория электромагнитного поля. Теория
относительности. Статистическая физика. Электромагнитные процессы в веществе.
– М.: Наука, 1969.- 912 с.
11. Кудрявцев Ю.И. Теория поля и её применение в геофизике. – М.: Недра, 1988.- 333 с.
12. Никольский В.В., Никольская Т.И. Электродинамика и распространение радиоволн.
М.: Наука, 1989.- 544 с.
7.1.3 Методические разработки кафедры
Путырский В.П. Теория поля: Методические указания к решению задач. – Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2002.- 16 с.
7.2
Программное обеспечение
Не требуется.
7.3
Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
http://study.ustu.ru
http://www.wikipedia.ru
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
8.1
Общие требования
Лекционный материал может изучаться в обычной аудитории, оборудованной доской
для записей. Также может быть полезным наличие проектора, соединенного с персональным компьютером для демонстрирования электронной версии курса на настенном экране
8.2
Сведения об оснащенности дисциплины специализированным и лабораторным
оборудованием
специализированное оборудование не требуется
9. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ
9.1
Рекомендации для преподавателя
 Подборка и переработка литературных источников. Составление списка обязательной
для изучения и дополнительной литературы;
11
 Разработка методики изложения дисциплины, объёма, структуры и последовательности
изложения;
 Составление плана практических занятий. Подготовка задач для практических и домашних занятий, контрольных вопросов, методов и способов контроля знаний;
 Корректировка и дополнение структуры, содержания дисциплины;
 Разработка методики самостоятельной работы студентов.
9.2
Рекомендации для студента
 Посещение аудиторных лекционных занятий. Материал, излагаемый на лекциях, является методической основой при изучении дисциплины;
 Обязательное посещение практических занятий, на которых предлагаются для решения задачи из основных разделов курса. Решение на практиках задач имеет целью помочь студентам разобрать и закрепить излагаемый на лекциях материал;
 Выделение значительного объёма времени для самостоятельной работы, которая
включает в себя подготовку к лекциям, практическим занятиям.
9.3
Перечень контрольных вопросов для подготовки к текущей аттестации по дисциплине
1. Уравнения Максвелла как обобщение опытных фактов. Закон сохранения заряда.
2. Сила Лоренца. Сохранение энергии. Плотность энергии поля. Вектор УмоваПойтинга.
3. Выражение напряженностей электрического и магнитного полей через потенциалы.
4. Уравнение для вектора-потенциала стационарного тока. Мультипольноеразложение
потенциала.
5. Магнитный диполь во внешнем поле.
6. Плоские волны. Линейная и круговая поляризация.
7. Электростатическое поле. Разложение потенциала по мультиполям.
8. Движение заряда во внешнем поле.
9. Вектор поляризации среды.
10. Потенциальная энергия системы зарядов, находящихся во внешнем электрическом
поле.
11. Скалярный потенциал электрического поля, создаваемого системой зарядов.
12. Потенциальная энергия системы зарядов, находящихся во внешнем магнитном поле.
13. Векторный потенциал магнитного поля, создаваемого системой зарядов.
14. Связь магнитной проницаемости среды с определением вектора напряженности магнитного поля в среде. Что представляют собой диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики?
15. Плотность энергии электромагнитного поля.
16. Выражение для плотности энергии электромагнитного поля в среде. В чём состоят
отличие от соответствующих величин для вакуума?
17. Скин-эффект. Оценить глубину скин-слоя для меди при различных частотах электромагнитной волны.
18.Эффект Холла. Получить разность потенциалов на поверхности проводника с
током в магнитном поле.
12
Перечень ключевых слов дисциплины
9.4
Таблица 9.4.
Ключевые слова
Номер
раздела
Наименование
раздела
Ключевые слова раздела
2
Элементы теории
обобщённых функций
3
Скалярные и векторные поля. Основные
интегральные теоремы
4
5
6
7
8
Интеграл, дельта-функция Дирака, дельтаобразная последовательность.
Скалярное поле,векторное поле, эквипотенциальные
поверхности, поток,циркуляция,теорема ГауссаОстроградского, теорема Стокса, дивергенция, ротор.
Заряд, плотность заряда, сила тока, плотность тока, закон сохранения заряда, электрический дипольный момент, электрический квадрупольный момент, магнитОсновные понятия
ный дипольный момент, напряженность электрического
электродинамики
поля, напряженность магнитного поля, сила Лоренца.диэлектрик,электрическая
поляризация,
магнетик,намагниченность,закон Ома.
Закон Кулона, теорема Гаусса, электрическаяиндукция, электрическая проницаемость, закон о полном токе,ток смещения, магнитная индукция, магнитная
проницаемость, закон Фарадея,система уравнений
Основные уравнения
Максвелла,система уравнений Максвелла-Лоренца, заэлектродинамики
кон сохранения энергии, вектор Пойнтинга, поверхностная плотность тока, поверхностная плотность заряда,калибровочная инвариантность, скалярный и векторный потенциал,калибровка Лоренца и Кулона, уравнения Даламбера.
Электростатика, силовые линии,мультипольное разложение, потенциальная энергия зарядов, проводЭлектростатика
ник,электрическаяёмкость, метод изображений, задача
Дирихле.
Магнитостатика, закон Ампера, закон Био-Савара, силовые
линии,мультипольное
разложение,магнитнаяэнергия стационарных токов, потенциМагнитостатика
альная функция, индуктивность, Ларморова прецессия,
эффект Холла, магнитный скалярный потенциал, магнитный листок.
Квазистационарный предел, скин-эффект, скин-глубина,
Квазистационарныепроцессы
токи Фуко, плоская монохроматическая волна, волновое
в
число, волновой вектор, поляризация электромагнитной
электродинамике
волны.
10. ЛИСТ РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ
Номер пункта
Номер
изменения
ИзмеНового
ненного
Изъятого
Дата
Подпись ответственВсего листов
внесения
ного за внесение
в документе
изменения
изменений
13
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП
2.1. Междисциплинарные связи с обеспечивающими (предыдущими) дисциплинами
2.2. Междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
3. ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
4. ВИДЫ, СОДЕРЖАНИЕ И ОБЪЕМЫ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1
Содержание разделов дисциплины
4.1.1 Введение
4.1.2 Элементытеории обобщённых функций
4.1.2.1Дельта-функция Дирака
4.1.2.2 Свойства дельта-функции
4.1.2.3 Многомерные дельта-функции
4.1.3 Скалярные и векторные поля. Основные интегральные теоремы
4.1.3.1 Скалярное поле и эквипотенциальные поверхности
4.1.3.2 Векторное поле. Поток. Циркуляция
4.1.3.3 Теорема Гаусса-Остроградского
4.1.3.4 Теорема Стокса
4.1.4 Основные понятия электродинамики
4.1.4.1 Электрические заряды. Объёмная плотность заряда
4.1.4.2 Электрический ток и плотность тока
4.1.4.3 Закон сохранения заряда
4.1.4.4 Электрический дипольный момент
4.1.4.5 Электрический квадрупольный момент
4.1.4.6 Магнитный дипольный момент системы зарядов
4.1.4.7 Векторы электромагнитного поля. Сила Лоренца. Закон Ампера
4.1.4.8 Связь микроскопической и макроскопической электродинамики
4.1.4.9 Диэлектрики. Электрическая поляризация
4.1.4.10 Магнетики. Намагниченность
4.1.4.11 Макроскопическая плотность тока в веществе
4.1.5 Основные уравнения электродинамики
4.1.5.1 Обобщение опытных данных об источниках электрического поля. Закон Кулона
4.1.5.2 Обобщение опытных данных об источниках магнитного поля
4.1.5.3 Обобщение опытного закона электромагнитной индукции Фарадея
4.1.5.4 Обобщение опытных данных об отсутствии магнитных зарядов
4.1.5.5 Система уравнений Максвелла для электромагнитного поля в среде
4.1.5.6 Система уравнений Максвелла-Лоренца для электромагнитного поля в вакууме
4.1.5.7 Поведение векторов электромагнитного поля на границах разделов сред
4.1.5.8 Закон сохранения энергии в электромагнитном поле
4.1.5.9 Плотность энергии электромагнитного поля
4.1.5.10 Потенциалы электромагнитного поля. Калибровочная инвариантность потенциалов
4.1.5.11 Уравнения для потенциалов. Калибровка Лоренца и Кулона
4.1.6 Электростатика
4.1.6.1 Электростатическое поле
4.1.6.2 Мультипольное разложение скалярного потенциала
4.1.6.3 Энергия зарядов во внешнем электростатическом поле
4.1.6.4 Энергия взаимодействия электрических зарядов
4.1.6.5 Проводники в электростатическом поле
4.1.6.6 Метод изображений
4.1.7 Магнитостатика
4.1.7.1 Постоянное магнитное поле
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
6
6
6
6
6
14
4.1.7.2 Мультипольное разложение векторного потенциала
4.1.7.3 Магнитная энергия стационарных токов
4.1.7.4 Энергия системы токов во внешнем магнитостатическом поле
4.1.7.5 Потенциальная функция системы
4.1.7.6 Особенности поведения магнитного момента в магнитном поле
4.1.7.7 Энергия системы контуров с током. Коэффициенты самоиндукции и взаимной индукции
4.1.7.8 Эффект Холла
4.1.7.9 Скалярный потенциал магнитного поля
4.1.8 Квазистационарныепроцессы в электродинамике
4.1.8.3 Квазистационарный предел в электродинамике.Скин-эффект
4.1.8.4 Токи Фуко
4.1.8.3Плоские монохроматические волны
4.2
Разделы дисциплины и виды занятий
5. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ И САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
5.1. Лабораторный практикум
5.2. Практические занятия
5.3. Перечень тем рефератов
5.4
Перечень тем домашних работ
5.5
Перечень тем контрольных работ
5.6
Перечень тем расчетных работ
5.7
Перечень тем расчетно-графических работ
5.8
Тематика коллоквиумов
6. ТЕМАТИКА КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
7.1
Рекомендуемая литература
7.1.1 Основная литература
7.1.2 Дополнительная литература
7.1.3 Методические разработки кафедры
7.2
Программное обеспечение
7.3
Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
8.1
Общие требования
8.2
Сведения об оснащенности дисциплины специализированным и
лабораторным оборудованием
9. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ
9.1
Рекомендации для преподавателя
9.2
Рекомендации для студента
9.3
Перечень контрольных вопросов для подготовки ктекущей
аттестации по дисциплине
9.4
Перечень ключевых слов дисциплины
10. ЛИСТ РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
7
7
8
8
8
8
8
8
8
8
8
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
10
10
10
10
12
12
15