Лекции в третьем семестре – 51 час

1. Электростатика – 8 часов

Закон сохранения электрического заряда. Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля. Силовые линии. Принцип суперпозиции. Поток вектора напряженности электрического поля.

Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме в дифференциальной и интегральной формах и ее применение для расчета электрических полей.

Работа электростатического поля при перемещении зарядов. Циркуляция вектора напряженности. Связь напряженности и потенциала. Уравнение Пуассона. Электрический диполь в электрическом поле. Поляризация диэлектриков. Электростатическое поле в диэлектрике.

Поляризованность. Свободные и связанные заряды. Связь поляризованности с плотностью связанных зарядов. Вектор электрического смещения. Обобщение теоремы Гаусса для диэлектриков. Поле на границе раздела диэлектриков.

Энергия системы неподвижных зарядов. Поле вблизи поверхности проводника. Электроемкость. Емкости плоского, цилиндрического и сферического конденсаторов. Энергия заряженного проводника и конденсатора. Плотность энергии электростатического поля.

2. Электрический ток – 2 часа

Носители тока в средах. Сила и плотность тока. Уравнение непрерывности. Электрическое поле в проводнике с током. Силовые линии электрического поля и линии тока. Сторонние силы. Законы Ома и Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах.

3. Магнитное поле в вакууме и веществе – 8 часов

Вектор индукции магнитного поля. Закон Био-Савара. Принцип суперпозиции магнитных полей. Теорема о циркуляции вектора индукции магнитного поля в интегральной и дифференциальной формах. Расчет магнитного поля тороида и соленоида. Намагниченность вещества.

Вектор напряженности магнитного поля и его связь с векторами индукции и намагниченности. Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость. Поле на границе раздела магнетиков. Диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики.

4. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях – 2 часа

Сила Лоренца. Движение заряженной частицы в магнитных полях. Ускорение заряженных частиц электромагнитными полями. Преобразования Лоренца для электрических и магнитных полей.

5. Проводники с током в магнитном поле – 4 часа

Закон Ампера. Магнитный момент контура с током. Контур с током в магнитном поле. Поток вектора магнитной индукции.

Теорема Гаусса для магнитного поля в интегральной и дифференциальной формах.

Работа при перемещении проводника с током и контура с током в магнитном поле.

6. Электромагнитная индукция и уравнения Максвелла – 4 часа

Закон Фарадея. Правило Ленца. Самоиндукция. Взаимная индукция. Вихревые токи. Плотность энергии магнитного поля. Магнитное давление. Уравнения Максвелла для электромагнитного поля. Основные положения электромагнитной теории Максвелла. Вихревое электрическое поле.

Ток смещения. Закон полного тока. Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной формах.

7. Электромагнитные волны – 6 часов

Волновое уравнение для электромагнитного поля, его общее решение. Скорость распространения электромагнитных волн. Энергия и импульс электромагнитного поля. Вектор Пойнтинга. Теорема Пойнтинга.

Излучение электромагнитных волн. Излучение электромагнитных волн ускоренно движущимися зарядами и диполем.

Уравнение электромагнитной волны в веществе. Оптические константы среды. Нормальное падение электромагнитной волны на поверхность раздела двух диэлектриков и поверхность металла. Скин-слой.

8. Волновые свойства света –17 часов

Шкала электромагнитных излучений. Электромагнитная природа света. Интерференция света. Оптическое излучение, его интенсивность. Расчет интерференционной картины с двумя когерентными источниками. Пространственно-временная когерентность. Интерференция в тонких пленках.

Интерференционная полость равной толщины и равного наклона. Применение интерференции, интерферометры. Эффект Вавилова-Черенкова.

Принцип Гюйгенса-Френеля. Векторная диаграмма. Метод зон Френеля. Дифракция от круглого отверстия, от круглого диска. Дифракция Фраунгофера от щели. Предельный переход от волновой оптики к геометрической.

Многолучевая интерференция. Спектральные характеристики дифракционных решеток. Дифракция рентгеновских лучей. Формула Вульфа-Бреггоф. Понятие о рентгеноструктурном анализе.

Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Распространение электромагнитных волн в одноосных кристаллах.

Двойное лучепреломление. Поляризация света при двойном лучепреломлении. Поляризационные призмы и поляроиды. Закон Малюса. Закон Брюстера. Интерференция поляризованного света. Голография.

Опорная и предметная световые волны. Запись и воспроизведение голограммы. Применение голографии.