1. Предмет курса:

2. Векторы электрического и магнитного полей:

Электрическое поле , уч-ет действия всех зар. , хар-ет только вн заряды.

– диэлектрическая проницаемость Магнитное поле

,

3. Первое, второе, третье и четвёртое уравнения Максвелла:

Первое: Вихревое магн. поле соз-тся в тех точках, где есть токи. Второе: Вихревое эл. поле вызывается перем магн полем.

Третье: опр ист-ки элек-го поля. Четвёртое: В природе нет потенциального магн. поля.

4. Классификация эл-ых явлений: пер по времени, стат, стац и квазистац поля

По времени: поле не зависит от времени и отсутствует перемещение заряженных частиц ( )

Стат: незав сущ одного поля без другого. Стац: эл/м поле, созд пост токами, тогда система ур. Максвелла

5. Уравнения Максвелла в комплексной форме:

Первое: Второе: Третье: Четвёртое:

6. Сторонние источники. Ур-я Максвелла с учётом таких ист.

Яв-ся первоприч поля. 1-ое: 3-e : В случае пер полей связ ур-ем непрер

7. Закон Ома в дифф форме

8. Уравнение непрерывности. Закон сохранения заряда.

по т Гаусса

9. 9.Классификация сред по их макроскопическим параметрам:

Нелин: Лин: Однор: от координат Неодн: от координат

10. Неприменимость ур-й М-ла в диф форме на границе раздела двух сред.

Диффе ур-я М-ла непр на гр раздела сред. Здесь поля не дифф по коорд и операторы div и  rotв обычном смысле не сущ. В окр-ти гран поля связ гран ус-ми для их норм и кас проекц.

11. Вывод граничных условий для нормальных составляющих векторов .

Применим 3 ур-е М-ла в инт форме к объему цилиндра ∆V, огран поверх ∆S₁ и ∆S₂ и ∆S

элемент dS направлен по внешней нормали к поверхности , поэтому

У стремляя ∆h к нулю (при этом ) Соотн показывает, что претерп разрыв, равный плотности поверхн зарядов.

Выражая в этом соотношении c помощью равенства , пол-ем

Соотн пок-ет, что претер разрыв, равный отношению диэл прон этих сред.

Соотн показывает, что непрер при переходе через границу раздела двух сред.

Из соотн получим , т.к

12. Вывод граничных условий для касательных составляющих векторов .

Грани усл-я могут быть получены из 1 и 2 ур-й М-ла в инт форме. Применим к контуру ABCD первое 1 М-ла

, =0, , следовательно = ,

если на гран раздела отсут пов токи, то

, )

13. Граничные условия на поверхности идеального проводника. Физический смысл граничных условий.

На пове раздела любых двух изотр сред должны вып следующие граничные условия.

Пусть идеально проводящей является вторая среда, тогда и условия выше принимают вид:

14. Баланс мгновенных мощностей электромагнитного поля в объёме.

- мощность стр ист, - мощность дж потерь внутри объёма, - мощность, прох через пов-ть S, W – энергия эл-ого поля.

15. Понятие о комплексной мощности. Баланс комплексных мощностей.

16. Вектор Пойнтинга: физический смысл, способы вычисления по известным векторам поля.

Плотность пот энергии, прох через площ ΔS за ед времени. Вектор напр в сторону перем энергии, а его величина равна пл потока энергии.

17. Основные типы задач, решаемых в электродинамике(анализ, синтез).

18. Вывод волновых уравнений для векторов .

Для :

Для : , где , где

19. Электродинамические потенциалы. Вывод уравнений для потенциалов. Общее решение таких уравнений. Потенциалы для монохроматического поля.

а) Связь электромагнитного поля с потенциалом * – вект потенциал

б)Вывод вол-го ур-я для потенц

условие калибровки

в)постр об-го ре-я вол-х ур-й для потенц пусть

20. Эле-ый электрический излучатель. Физ модель. Опред век-в поля, созд излем в окружающем пространстве. Анализ структуры поля. Диаграмма направленности.

Излучение – движение энергии от источника. ЭЭВ- короткий по сравн с дл волны провод, обтекаемый эл-м током, амплитуда и фаза которого не изменяются вдоль провода.

Опред векторов поля:

Магнитное поле: Электрическое поле: Анализ структуры поля:

Вектор напряжённости электрического поля, создаваемого ЭЭВ, имеет две составляющие .

Зоны: Ближняя λ Средняя λ Дальняя Диа-ма напр-ти – график зав ампл напряж-ти поля или ампл её сост от направления в точку наблюдения при r=const.

21. Мощность, излучаемая элементарным электрическим излучателем. Сопротивление излучения. Эквивалентная схема излучателя.

Опред мощность

Среда, занимающая пространство не имеет потерь – идеальная. Сопротивление излучателя:

22. Принцип перестановочной двойственности уравнений Максвелла.

Рассмотрим систему уравнений Максвелла для монохроматического поля.

Если в этих уравнениях формально заменить

то первое уравнение превратится во второе и наоборот

23. Элементарный магн излучатель. Опред векторов поля, создаваемого излучателем в окруж прост-ве. Анализ структуры поля. Д-ма направленности. Физ модель.

Элементарный магнитный излучатель – система, эквивал короткому по сравнению с длиной волны элементу магнитного тока, ампл и фаза к-го один во всех точках этого элемента.

Физическая модель: Рис. 5.19. - Рамка обтекаемая электрическим током.

Диаграмма направленности:

5.11 – пространственная дн 5.12 – дн в меридианальной плоскости, в полярной системе координат 5.13. – нормированная дн, в полярной системе координат

Определение векторов поля, создаваемого излучателем в окружающем пространстве.

В соответ с принц перестановочной двойст-си заменим в формулах опред компл амп векторов E и H для ЭЭВ:

Анализ структуры поля:

Вектор напряж магн поля, создаваемого ЭМВ, имеет две сост . Зоны: Ближняя λ Средняя λ Дальняя

24. Элемент Гюйгенса. Направленные свойства.

Каждая точка фронта волны, созданной каким-либо пер­в ист-ом, является втор-им ист-ом сфер волны. Это предполож называют принципом Гюйгенса.

Фронт волны – пов-сть, отд-щая область, в которой в данный момент времени уже имеют место э/м колебания, от области, в которую волна еще не успела распр.

Практически элемент Гюйгенса можно представить как эле­мент фронта распространяющейся волны. Магн поле, действ на этом элементе, можно заменить эк-ным элек-им током, а элек-е поле – экв-ым магн током. Таким образом, эл-т Гюйгенса можно рассматр как элем-ый излуч, обтекаемый электр и магн токами. Направленные свойства:Диа-ма направ эл-та Гюйгенса имеет вид кардиоиды.

25. Плоские волны в однородной изотропной среде без потерь. Опр векторов поля. Осн св-ва. Фаз скорость. Хар-ое сопрот. Коэф-нт распространения. Длина волны.

На больших расстояниях в дальней зоне любой участок фронта волны можно аппр-ть плоскостью. , следовательно ,

следовательно

Основные свойства: В среде без потерь сущ только токи пров-ти. Волна яв-ся поперечной. Амплитуды векторов Е и Н не зависят от координат. Вектора Е и Н изменяются синфазно.

Фазовая скорость: -скорость перемещ фронта волны Хар-ое сопр-е: т.к. среда без пот Длина волны:

26. Плоские волны в средах с потерями. Определение векторов поля. Основные свойства. Определения коэффициентов распространения и затухания, понятие дисперсии.

, , ,

Осн св-а: , Фаза поля плоск волна

1. Амплитуда поля , где [ ] – показывает насколько Нп уменьшилась амплитуда.

2. В среде с потерями вектор Е и Н имеет сдвиг по фазе.

3. Поскольку Е и Н имеют сдвиг по фазе, то вектор П будет иметь мн часть, т.е. появ реакт мощ. Зав-ть св-в волны ( от f назыв дисперсией, а соотв-е среды диспергиру-ми.