Памятных Е.А. Основы специальной теории относительности и классической теории электромагнитного поля Изд. 1

2019. 304 с. Последующее издание в тв. переплёте — стереотипное.

Типографская бумага

Мягкая обложка
Твердый переплет 1382 р. ››

Аннотация

Книга написана на основе лекций, читаемых автором в течение многих лет студентам третьего курса физического факультета Уральского государственного (ныне федерального) университета. Она содержит изложение отобранного материала, позволяющего представить специальную теорию относительности и теорию электромагнитного поля как целостные и неразрывно связанные разделы физики. Книга является введением в данные разделы, не перегруженным рассмотрением... (Подробнее)

Содержание

Предисловие				6
Глава 1. Специальная теория относительности				8
§1. Предпосылки создания специальной теории относительности				8
§2. Принцип относительности Эйнштейна				17
§3. Относительность одновременности				21
§4. Интервал. Инвариантность интервала				24
§5. Преобразование Лоренца				30
§6. Преобразование для скорости. Сложение скоростей				36
§7. Сокращение длин движущихся объектов				40
§8. Замедление хода движущихся часов				44
§9. Классификация интервалов				48
§10. Собственное время				54
§11. Релятивистская механика				58
§12. Пространство-время физических событий				71
12.1. Четырехмерное псевдоевклидово пространство-время физических событий				71
12.2. Тензоры и действия над ними в 4-мерном псевдоевклидовом пространстве				74
12.3. Скорость и ускорение в 4-мерном пространстве-времени				84
§13. Ковариантная запись уравнений механики				87
§14. О движениях со скоростью, большей скорости света				93
Глава 2. Уравнения электромагнитного поля				102
§15. Заряд в электромагнитном поле				102
§16. Тензор электромагнитного поля и преобразование полей				114
§17. Электромагнитное поле заряда, движущегося с постоянной скоростью				118
§18. Инварианты электромагнитного поля. Классификация полей				123
§19. Уравнения электромагнитного поля				125
19.1. Действие для системы зарядов и электромагнитного поля				126
19.2. Получение уравнений электромагнитного поля				132
19.3. Трехмерная запись уравнений электромагнитного поля				135
19.4. Некоторые общие свойства уравнений электромагнитного поля				139
§20. Закон сохранения энергии с учетом электромагнитного поля. Плотность и поток энергии электромагнитного поля				144
§21. Граничные условия для полей на границах раздела				146
§22. Единственность решения задач электродинамики				154
§23. Уравнения для потенциалов				157
Глава 3. Основные типы электромагнитных полей				164
§24. ЭМП неподвижных зарядов. Электростатика				164
24.1. Уравнения электромагнитного поля в электростатике				164
24.2. Основная задача электростатики				166
24.3. Электростатическое поле ограниченной системы зарядов на больших расстояниях				176
24.4. Энергия электростатического поля				180
24.5. Элементарный заряд и границы применимости классической электродинамики				182
§25. Электромагнитное поле постоянных токов. Магнитостатика				184
25.1. Уравнения электромагнитного поля в магнитостатике				184
25.2. Основная задача магнитостатики				187
25.3. Магнитное поле ограниченного распределения токов. Магнитный момент				190
25.4. Энергия поля для магнитостатических явлений				194
25.5. Энергия системы проводников с токами. Коэффициенты взаимной индукции и самоиндукции				195
§26. О квазистационарных явлениях				198
§27. Электромагнитные волны				201
27.1. Электромагнитные поля в отсутствие источников поля. Электромагнитные волны				201
27.2. Плоские электромагнитные волны				202
27.3. Сферические электромагнитные волны				207
27.4. Инвариантность фазы электромагнитной волны. Эффект Доплера и аберрация света				208
27.5. Электромагнитные волны в волноводах				212
§28. Излучение электромагнитных волн				224
28.1. Поле переменных источников. Запаздывающие потенциалы				224
28.2. Электромагнитное поле пространственно ограниченной системы периодических источников				232
28.3. Дипольное излучение				238
28.4. Магнитно-дипольное и квадрупольное излучения				245
§29. Электромагнитное поле и излучение движущихся зарядов				250
29.1. Потенциалы Лиенара–Вихерта и поле движущегося заряда				250
29.2. Излучение ускоренно движущегося заряда				259
29.3. Рассеяние электромагнитных волн свободным зарядом				270
29.4. Торможение излучением				275
Заключение. О границах применимости классической теории электромагнитного поля				287
Приложения				291
Рекомендуемая литература				295

Предисловие

Современную жизнь невозможно представить без огромного количества окружающих нас приложений электромагнетизма. Теоретической основой этих приложений служит теория электромагнитного поля. Важность изучения этой теории определяется еще и тем, что исторически именно из электродинамики выросла специальная теория относительности — теория, полностью изменившая представления о пространстве и времени, теория, являющаяся фундаментальной основой современной физики.

Изучение основ специальной теории относительности и теории электромагнитного поля является необходимым этапом физического образования. Оно позволяет не только осознанно и активно использовать этот материал в профессиональной работе, но и дает возможность понять красоту этих теорий и восхититься высотой интеллектуальных достижений их создателей.

Книга содержит краткое изложение основ специальной теории относительности и классической (не квантовой) теории электромагнитного поля. Она предполагает знакомство читателей с основами высшей математики в объеме обучения на естественнонаучных факультетах университетов или в технических вузах. Кроме того, конечно, предполагается знакомство с основными электромагнитными явлениями в объеме курса общей физики университетов и технических вузов.

Важным вопросом при изучении и применении электродинамики является вопрос о системах единиц измерения физических величин. Дело в том, что если практически во всех разделах физики от системы используемых величин зависит фактически только численное значение той или иной конкретной величины, то в электродинамике от используемой системы единиц (в частности, абсолютной гауссовой системы единиц или международной системы СИ, например) зависит вид различных формул. Физическое содержание основных уравнений и других формул электродинамики наиболее естественным образом передается в абсолютной гауссовой системе единиц. Поэтому в книге используется именно эта система единиц. Система СИ удобна в технических приложениях и широко распространена. Поэтому в конце книги приведены уравнения электромагнитного поля и некоторые другие формулы электродинамики в гауссовой системе единиц и в системе СИ и даны коэффициенты перевода значений электродинамических величин из гауссовой системы единиц в систему СИ.

Автор надеется, что книга поможет не только изучить основы специальной теории относительности и теории электромагнитного поля, но и будет служить базой для изучения различных специальных вопросов электродинамики и ее многочисленных приложений.

Опечатки

PDF

Об авторе

Памятных Евгений Алексеевич

Доктор физико-математических наук, профессор Уральского федерального университета. Профессиональные научные интересы в основном сосредоточены в области теоретических исследований электронных свойств твердых тел. Автор и соавтор книг: «Основы электродинамики материальных сред в переменных и неоднородных полях» (соавтор Е. А. Туров), «Общая теория относительности. Введение. Современное развитие и приложения» (соавторы С. О. Алексеев, А. В. Урсулов, Д. А. Третьякова, Б. Н. Латош; М.: URSS), «Основы специальной теории относительности и классической теории электромагнитного поля» (М.: URSS).