Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Умкд по электродинамике.doc
Скачиваний:
17
Добавлен:
19.11.2019
Размер:
1.43 Mб
Скачать

Микроскопическая электродинамика

Тема 1. Дифференциальные и интегральные теоремы в электродинамике, 2ч.

1.1. Вычислить градиент скалярных полей вида: а). , б). , в). , г). , , д). , .

1.2. Вычислить дивергенцию векторных полей: а). , б). ( ), в). , ( , ), г). , ( ), д). , ( ).

1.3. Вычислить ротор от векторных полей: а). ( , ), б). , ( ), в). , ( ).

1.4. Доказать тождества:

а). ;

б). ;

в). .

1.5. Доказать, что .

1.6.* Записать проекции вектора на оси: а). цилиндрической системы координат; б). сферической системы координат. (Указание: воспользоваться тождеством ).

1.7.* Найти поток векторного поля через поверхность цилиндра (радиус основания цилиндра , высота цилиндра ).

1.8.* Найти поток векторного поля через поверхность сферы радиуса .

1.9.* Вычислить интегралы: а). , б). , где , по поверхности цилиндра (радиус основания цилиндра , высота цилиндра ).

Тема 2 Уравнения электростатики. Прямая и обратная задачи электростатики, 6ч.

Задачи 2.1, 2.2, 2.4, 2.7 [1]

2.1. Бесконечно тонкая плоская плита равномерно заряжена по поверхности. Найти потенциал и напряженность электрического поля .

2.2. Плотность заряда слоистой среды описывается функцией . Разбив распределение заряда на тонкие слои, выразить через потенциал и напряженность электрического поля (построить функцию Грина одномерного уравнения Лапласа).

2.3. Плоская бесконечная плита толщины заряжена по объему с плотностью : а). , б). , в) . Провести расчет потенциала и напряженности электрического поля . Проанализировать зависимости потенциала и напряженности электрического поля от расстояния до центра плиты для всех выше указанных случаев.

2.4. Найти потенциал и напряженность поля, создаваемого системой зарядов, расположенных на плоскости. Поверхностная плотность зарядов .

2.5. Плоскость заряжена с плотностью, которая изменяется по периодическому закону , образуя бесконечную поверхностную решетку. Найти потенциал этой системы зарядов.

2.6. Заряд распределен в пространстве по периодическому закону , образуя бесконечную пространственную периодическую решетку. Найти потенциал электрического поля.

2.7. Бесконечно длинный круговой цилиндр радиуса равномерно заряжен по поверхности так, что на единицу его длины приходиться заряд . Найти потенциал и напряженность электрического поля .

2.8. Найти потенциал и напряженность электрического поля равномерно заряженной прямолинейной бесконечной нити (построить функцию Грина двумерного уравнения Лапласа).

2.9. Определить распределение электрического поля, создаваемого заряженной бесконечной нитью, ориентированной вдоль оси . Плотность заряда распределена вдоль нити по закону:

2.10.* Заряд распределен равномерно по поверхности прямолинейной, бесконечно длинной полосы с шириной . Используя явное выражение для функции Грина двумерного уравнения Лапласа, найти потенциал и напряженность электрического поля .

2.11.* Заряд распределен цилиндрически симметричным образом: ( ). Разбив распределение заряда на тонкие цилиндрические слои, выразить через потенциал и напряженность электрического поля (построить функцию Грина двухмерного уравнения Лапласа).

2.12.* Найти потенциал и напряженность электрического поля , создаваемого сферой радиуса , равномерно заряженной по поверхности. Полный заряд сферы равен .

2.13.* Заряд распределен сферически симметричным образом: . Разбив распределение заряда на тонкие сферические слои, выразить через потенциал и напряженность электрического поля (построить функцию Грина трехмерного уравнения Лапласа для сферически симметричной системы).

2.14.* Определить напряженность электрического поля внутри и снаружи шара радиуса , объемная плотность которого меняется по закону , где .

2.15.* Сфера радиуса заряжена по поверхности по закону . Найти потенциал электрического поля.

Обратная задача электростатики

2.16. Найти распределение заряда, которому соответствует сферически симметричный потенциал .

2.17. Потенциал системы зарядов описывается выражением

полярный угол цилиндрической системы координат. Найти плотность электрического заряда .

2.18. Решить обратную задачу электростатики, если

где заряд.