URSS.ru Магазин научной книги
URSS.ru Магазин научной книги
Обложка Макаров А.М., Лунёва Л.А., Макаров К.А. Теория и практика классической электродинамики: Руководство для фундаментального усвоения курса
Id: 288310
1899 р.

Теория и практика КЛАССИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ:
Руководство для фундаментального усвоения курса. Изд. стереотип.

Теория и практика классической электродинамики: Руководство для фундаментального усвоения курса URSS. 2022. 784 с. ISBN 978-5-9519-3318-8.
Типографская бумага

Аннотация

Классическая электродинамика является одной из важнейших составляющих современного фундаментального научного естествознания, частью духовной культуры человечества и основой современного инженерного образования. В настоящей книге последовательно и подробно рассмотрены основные законы электромагнитного поля, история их открытия, практика их применения в конкретных ситуациях с использованием современных возможностей вычислительной физики... (Подробнее)

Содержание
top
Предисловие
1.Основные представления и понятия классической электродинамики
 1.1.Основные понятия
 1.2.Координаты и время
 1.3.Скаляр и вектор
 1.4.Правило преобразования компонент векторов
2.Электростатическое поле в вакууме
 2.1.Взаимодействие электрических зарядов
  2.1.1.Электрический заряд
  2.1.2.Первые электрические устройства и измерительные приборы
  2.1.3.Закон Кулона
  2.1.4.Принцип суперпозиции сил взаимодействия электрических зарядов
  2.1.5.Примеры расчёта взаимодействия электрически заряженных тел конечных размеров
 2.2.Напряжённость электростатического поля
  2.2.1.Определение и физическое содержание понятия "напряжённость электростатического поля"
  2.2.2.Принцип суперпозиции для вектора напряжённости электростатического поля
  2.2.3.Напряжённость электростатического поля вдали от системы электрических зарядов конечных размеров
  2.2.4.Электрическое поле
  2.2.5.Способы представления скалярного и векторного полей
  2.2.6.Примеры практического использования принципа суперпозиции при расчётах напряжённости электростатического поля
 2.3.Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме
  2.3.1.Поток вектора
  2.3.2.Интегральная форма теоремы Гаусса для вектора напряжённости электростатического поля в вакууме
  2.3.3.Дифференциальная форма теоремы Гаусса для вектора напряжённости электростатического поля в вакууме
  2.3.4.Вычисление дивергенции векторного поля
  2.3.5.Соотношение между нормальными компонентами напряжённости электростатического поля при переходе через заряженную поверхность с распределёнными зарядами
  2.3.6.Практическое использование теоремы Гаусса
 2.4.Потенциал электростатического поля
  2.4.1.Потенциальность поля центральных сил
  2.4.2.Циркуляция вектора напряжённости электростатического поля
  2.4.3.Непрерывность касательных составляющих напряжённости электростатического поля при переходе через заряженную поверхность
  2.4.4.Локальное условие потенциальности электростатического поля
  2.4.5.Определение напряжённости электростатического поля по известному распределению потенциала
  2.4.6.Эквипотенциальные поверхности и силовые линии электростатического поля
  2.4.7.Восстановление потенциала по известной напряжённости электростатического поля
  2.4.8.Принцип суперпозиции для потенциала электростатического поля в вакууме
  2.4.9.Энергия взаимодействия точечных электрических зарядов в вакууме
  2.4.10.Энергия системы распределённых по объёму электрических зарядов в вакууме
  2.4.11.Примеры практического использования принципа суперпозиции для расчёта распределения потенциала электростатического поля в пространстве
 2.5.Уравнение Пуассона для потенциала электростатического поля
  2.5.1.Вывод уравнения Пуассона в электростатике
  2.5.2.Уравнение Пуассона в физике
  2.5.3.Следствия из уравнения Пуассона
  2.5.4.Вариационный принцип в электростатике
  2.5.5.Потенциал электростатического поля, образованного системой электрических зарядов, расположенных известным способом в области конечных размеров
3.Электростатика проводников
 3.1.Напряжённость и потенциал электростатического поля внутри и снаружи проводника
 3.2.Распределение электрического заряда по поверхности уединённого проводника
 3.3.Проводник во внешнем электростатическом поле
  3.3.1.Сосредоточенный электрический заряд над бесконечной проводящей плоскостью
  3.3.2.Сосредоточенный электрический заряд около проводящей сферы
  3.3.3.Бесконечный круглый проводящий цилиндр в поле равномерно заряженной прямолинейной нити, параллельной оси цилиндра
  3.3.4.Проводящий шар в однородном внешнем электростатическом поле
  3.3.5.Бесконечный круговой проводящий цилиндр в однородном поперечном электростатическом поле постоянной напряжённости
 3.4.Электрическая ёмкость
  3.4.1.Ёмкость уединённого проводника
  3.4.2.Ёмкость конденсатора
  3.4.3.Система заряженных проводящих тел в безграничном пространстве
 3.5.Электрическая энергия
  3.5.1.Электрическая энергия заряженного уединённого проводника
  3.5.2.Электрическая энергия конденсатора
  3.5.3.Силы, действующие на проводник
4.Электростатическое поле в веществе
 4.1.Электрический диполь. Поле диполя
 4.2.Электрический диполь во внешнем электростатическом поле
 4.3.Поляризованность среды Диэлектрики и электреты
 4.4.Теорема Гаусса для вектора поляризованности среды
 4.5.Вектор D. Теорема Гаусса для вектора D
 4.6.Соотношения для электрических величин на границе раздела двух диэлектриков
 4.7.Примеры расчёта электрического поля с использованием теоремы Гаусса для вектора электрического смещения (вектора D)
  4.7.1.Плоский конденсатор с неоднородным диэлектриком
  4.7.2.Цилиндрический конденсатор с неоднородным диэлектриком
  4.7.3.Сферический конденсатор с однородным диэлектриком
  4.7.4.Погонная ёмкость двухпроводной линии
 4.8.Энергия электростатического поля
5.Постоянный ток
 5.1.Электрический ток и закон сохранения электрического заряда
 5.2.Закон Ома. Закон Джоуля--Ленца
 5.3.Правила Кирхгофа
 5.4.Распределение электрического тока по проводнику
6.Стационарное магнитное поле в вакууме
 6.1.Сила Ампера. Закон Био--Савара--Лапласа
 6.2.Примеры расчёта магнитного поля при заданном распределении электрического тока в пространстве
  6.2.1.Магнитное поле прямолинейного проводника с током
  6.2.2.Магнитное поле на оси симметрии плоского кругового кольца с током
  6.2.3.Индукция магнитного поля, образованного плоским тонким круговым контуром с током, в произвольной точке пространства
  6.2.4.Магнитное поле соленоида (упрощенная модель)
  6.2.5.Магнитное поле соленоида
  6.2.6.Поверхностная модель земного магнетизма
  6.2.7.Объёмная модель земного магнетизма
 6.3.Силовые линии магнитной индукции
  6.3.1.Силовые линии магнитного поля бесконечного прямолинейного проводника с током
  6.3.2.Силовые линии магнитного поля плоского контура с током в форме окружности
  6.3.3.Силовые линии магнитного поля совокупности прямолинейного и кругового токов
 6.4.Дифференциальная и интегральная формы теоремы Гаусса для вектора индукции магнитного поля
 6.5.Векторный потенциал магнитного поля
 6.6.Вихревой характер магнитного поля
 6.7.Скалярный потенциал магнитного поля
 6.8.Индуктивность
 6.9.Примеры расчёта индуктивности
  6.9.1.Индуктивность длинного соленоида
  6.9.2.Индуктивность коаксиального кабеля
  6.9.3.Индуктивность двухпроводной линии
7.Магнитное поле в веществе
 7.1.Магнитный момент
 7.2.Магнитное поле контура с током
 7.3.Магнитный диполь во внешнем магнитном поле
 7.4.Магнитное поле в веществе
  7.4.1.Намагниченность среды
  7.4.2.Токи намагничения
  7.4.3.Теорема о циркуляции намагниченности среды
  7.4.4.Напряжённость магнитного поля
  7.4.5.Магнитные свойства среды
  7.4.6.Варианты построения теории магнитного поля в веществе
 7.5.Соотношения между магнитными величинами на границе раздела двух магнетиков
 7.6.Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле
 7.7.Энергия магнитного поля
8.Молекулярно-кинетические представления об электромагнитных свойствах среды
 8.1.Материальные уравнения среды
 8.2.Природа электрического тока в веществе
  8.2.1.Металлы
  8.2.2.Твёрдые полупроводники
  8.2.3.Электролиты
  8.2.4.Газы и плазма
 8.3.Магнетики
 8.4.Классическая теория электропроводности металлов Друде
  8.4.1.Электропроводность металлов
  8.4.2.Эффект Холла
  8.4.3.Высокочастотная электропроводность металлов
  8.4.4.Высокочастотная диэлектрическая проницаемость металлов
 8.5.Намагничивание парамагнетиков и поляризация диэлектриков внешним полем. Теория Ланжевена--Дебая
9.Движение заряженных частиц в электромагнитном поле
 9.1.Движение заряженных частиц в электрическом поле
  9.1.1.Движение заряженных частиц в электрическом поле постоянной напряжённости
  9.1.2.Движение заряженной частицы в стационарном неоднородном электрическом поле
 9.2.Движение заряженной частицы в однородном электромагнитном поле
 9.3.Движение заряженных частиц в магнитном поле
  9.3.1.Движение частицы в однородном магнитном поле
  9.3.2.Движение частицы в неоднородном магнитном поле
  9.3.3.Дрейф заряженной частицы, вызванный неоднородностью величины магнитной индукции
  9.3.4.Дрейф заряженной частицы, вызванный искривлением магнитных силовых линий
  9.3.5.Адиабатический инвариант
 9.4.Ускорители
 9.5.Масс-спектрометр
10.Явление электромагнитной индукции. Квазистационарные процессы
 10.1.Явление электромагнитной индукции
 10.2.Квазистационарные процессы в простейших электрических цепях
  10.2.1.RC-цепочка
  10.2.2.RL-цепочка
  10.2.3.Последовательный RLC-контур
  10.2.4.RLC-контур с параллельным соединением элементов в цепи переменного тока
 10.3.Переходные процессы в длинных линиях
11.Закон полного тока
 11.1.Магнитное поле и электрические токи в магнитостатике
 11.2.Закон сохранения электрического заряда. Ток смещения и закон полного тока
 11.3.Закон Био--Савара--Лапласа. Ток смещения и закон полного тока
 11.4.Циркуляция вектора напряжённости магнитного поля
12.Система уравнений Максвелла как основа классической электродинамики
 12.1.Дифференциальная и интегральная формы системы уравнений Максвелла. Физическое содержание теории Максвелла
 12.2.Основные свойства системы уравнений Максвелла
 12.3.Соотношения на поверхности раздела двух сред
 12.4.Закон сохранения электрического заряда
 12.5.Теорема Пойнтинга
 12.6.Импульс электромагнитного поля
 12.7.Электромагнитные волны
 12.8.Скалярный и векторный потенциалы электромагнитного поля
 12.9.Запаздывающие потенциалы
 12.10.Электромагнитное поле сосредоточенного электрического заряда, движущегося в пространстве с произвольной скоростью
13.Электродинамика и специальная теория относительности (СТО)
 13.1.Системы координат. Скалярные, векторные и тензорные величины. Преобразования Лоренца
  13.1.1.Проблема разложения вектора на составляющие
  13.1.2.Декартовы координаты
  13.1.3.Аффинные (косоугольные) координатные системы
  13.1.4.Метрические соотношения в косоугольных системах координат
  13.1.5.Преобразования координат
  13.1.6.Вектор и тензор
  13.1.7.Преобразования Лоренца и 4-пространство (мир Минковского)
  13.1.8.Примеры практических приёмов вычислений с использованием тензорных обозначений в пространстве трех измерений
 13.2.Специальная теория относительности и уравнения Максвелла в трёхмерном пространстве
  13.2.1.Формулы преобразования электромагнитного поля
  13.2.2.Инвариантность системы уравнений Максвелла относительно преобразований Лоренца
  13.2.3.Уравнения Минковского для электромагнитного поля в движущейся среде
 13.3.Классическая электродинамика в четырехмерном представлении
 13.4.Ковариантная форма уравнений электродинамики
  13.4.1.Тензоры электромагнитного поля
  13.4.2.Ковариантность системы уравнений Максвелла
 13.5.Инварианты электромагнитного поля
 13.6.Сила Лоренца
 13.7.Поле точечного электрического заряда, движущегося в вакууме по прямой с постоянной скоростью
 Приложение 1. Основные соотношения векторного анализа
 П.1.1.Координаты и время
 П.1.2.Скаляр и вектор
 П.1.3.Правило преобразования компонент векторов
 П.1.4.Основные понятия теории поля
 П.1.5.Дифференциальные операции векторного анализа
 П.1.6.Оператор Гамильтона ("набла")
 П.1.7.Интегральные операции векторного анализа
 П.1.8.Основные интегральные теоремы теории поля
 П.1.9.Понятие о дивергенции векторного поля
  П.1.10.Смысл понятия rot a
  П.1.11.Восстановление скалярного поля φ по заданному градиенту этого поля
  П.1.12.Источники векторного поля
  П.1.13.Задачи
 Приложение 2. Некоторые методы решения уравнений Пуассона и Лапласа
 П.2.1.Формула Грина. Ньютонов потенциал Потенциал простого слоя. Потенциал двойного слоя
 П.2.2.Метод разделения переменных (метод Фурье)
 П.2.3.Вариационный метод Ритца
 П.2.4.Метод Бубнова--Галёркина
 П.2.5.Метод конечных разностей
 П.2.6.Метод конечных элементов (МКЭ)
 Приложение 3. Единицы измерения физических величин в системе единиц СИ и СГС
 Приложение 4. Фундаментальные физические постоянные
 Приложение 5. Математические формулы
 Приложение 6. Основные формулы электродинамики в системе СИ и гауссовой системе единиц
 Приложение 7. Основатели классической электродинамики
Об авторах
top
photoМакаров Анатолий Макарович
Доктор технических наук, профессор МГТУ имени Н. Э. Баумана. Лауреат Государственной премии СССР в области науки и техники. Лауреат конкурса «Лучший преподаватель МГТУ имени Н. Э. Баумана». Автор около 200 научных публикаций, а также 25 изобретений. Имеет 20-летний опыт работы в промышленности и 25-летний стаж преподавательской деятельности. Один из создателей крупнейшего в Европе имитатора космического пространства. Среди его учеников 15 кандидатов и один доктор наук. Основные направления исследований: механика сплошных сред, классическая электродинамика.
photoЛунёва Любовь Александровна
Кандидат технических наук, доцент МГТУ имени Н. Э. Баумана. Лауреат конкурса «Лучший преподаватель МГТУ имени Н. Э. Баумана». Специалист в области классической физики с большим педагогическим стажем. Автор публикаций по моделированию течений разреженного газа, аналитической теории теплопроводности, обоснованию основных уравнений классической электродинамики.
photoМакаров Константин Анатольевич
Кандидат технических наук, доцент МГТУ имени Н. Э. Баумана. Специалист в области динамики разреженного газа, потенциальной теории обтекания решёток турбомашин, моделирования гидродинамических течений методами современной вычислительной физики. Автор ряда работ по классической электродинамике.