- •Міністерство освіти та науки України Запорізький національний технічний університет Методичні вказівки
- •“Електродинаміка та поширення радіохвиль”
- •Перелік скорочень
- •1 Загальні методичні вказівки
- •2 Робоча програма першої частини курсу "Електродинаміка та поширення радіохвиль"
- •2.1 Вектори електромагнітного поля
- •Контрольні питання до теми 2.1
- •2.2 Основні рівняння електродинаміки як результат узагальнення дослідницьких фактів
- •Контрольні питання до теми 2.2
- •2.3 Деякі наслідки основних рівнянь електродинаміки
- •Контрольні питання до теми 2.3
- •2.4 Хвильові рівняння. Електродинамічні потенціали
- •Контрольні питання до теми 2.4
- •2.5 Випромінювання електромагнітних хвиль
- •Контрольні питання до теми 2.5
- •2.6 Плоскі електромагнітні хвилі в однорідному ізотропному середовищі
- •Контрольні питання до теми 2.6
- •2.7 Хвильові явища на межі розділу двох середовищ
- •Контрольні питання до теми 2.7
- •2.8 Електромагнітні хвилі в напрямних системах
- •Контрольні питання до теми 2.8
- •2.9 Об'ємні резонатори
- •Контрольні питання до теми 2.9
- •3 Перелік лабораторних робіт
- •4 Контрольні завдання
- •4.1 Вказівки до виконання контрольних робіт
- •4.2 Завдання до контрольної роботи №1 Завдання 1. Векторна алгебра Задача №1.1
- •Задача №2.1
- •Задача №3.7
- •Задача №3.8
- •Задача №3.9
- •Завдання 4. Миттєві та комплексні значення амплітуд векторів та Задача №4.1
- •Задача №4.2
- •Задача №4.3
- •Задача №4.4
- •Задача №4.5
- •Задача №4.6
- •Задача №4.7
- •Задача №4.8
- •Задача №4.9
- •Задача №4.10
- •Задача №4.11
- •Задача №4.12
- •Задача №4.13
- •Задача №4.14
- •Задача №4.15
- •Задача №4.16
- •Задача №4.17
- •Задача №4.18
- •Задача №4.19
- •Задача №4.20
- •Задача №5.1
- •Задача №5.2
- •Задача №5.3
- •Задача №5.4
- •Задача №5.5
- •Задача №5.6
- •Задача №5.7
- •Задача №5.8
- •Задача №5.9
- •Задача №5.10
- •Задача №5.15
- •Задача №5.16
- •Задача №5.17
- •Задача №5.18
- •Задача №5.19
- •Задача №5.20
- •Завдання 6. Електромагнітні хвилі у напрямних системах Задача №6.1
- •Задача №6.2
- •Задача №6.3
- •Задача №6.4
- •Задача №6.5
- •Задача №6.6
- •Задача №6.7
- •Задача №6.8
- •Задача №6.9
- •Задача №6.10
- •Задача №6.11
- •Задача №6.12
- •Задача №6.13
- •Задача №6.14
- •5 Робоча програма другої частини курсу "Електродинаміка та поширення радіохвиль"
- •5.1 Загальні питання поширення радіохвиль
- •Контрольні питання до теми 5.1
- •5.2 Вплив поверхні Землі на поширення радіохвиль
- •Контрольні питання до теми 5.2
- •5.3 Тропосфера і її вплив на поширення радіохвиль
- •Контрольні питання до теми 5.3
- •5.4 Іоносфера і її вплив на поширення радіохвиль
- •Контрольні питання до теми 5.4
- •5.5 Завади. Електромагнітна сумісність при поширенні радіохвиль
- •Контрольні питання до теми 5.5
- •5.6 Особливості поширення радіохвиль різних діапазонів
- •Контрольні питання до теми 5.6
- •6 Завдання до контрольної роботи №2
- •7 Приклади рішень задач Задача 1
- •Рішення
- •Задача 2
- •Рішення
- •Задача 3
- •Рішення
- •Задача 4
- •Рішення
- •Задача 5
- •Рішення
- •Рекомендована література
2 Робоча програма першої частини курсу "Електродинаміка та поширення радіохвиль"
2.1 Вектори електромагнітного поля
Заряд, об'ємна, поверхнева і лінійна щільність заряду; струм, щільність струму.
Вектори електромагнітного поля: вектор напруженості електричного поля, вектор електричної індукції, вектор напруженості магнітного поля, вектор магнітної індукції.
Величини, що характеризують електричні і магнітні властивості середовища: діелектрична проникність, магнітна проникність, питома провідність. Матеріальні рівняння. Класифікація середовищ.
Способи графічного зображень полів.
Література; [1, с.8-18; 2, с.10-33].
Контрольні питання до теми 2.1
Дайте визначення і вкажіть одиниці виміру наступних величин: об'ємна, поверхнева і лінійна щільність заряду; щільність струму, щільність поверхневого струму.
Вектори, що характеризують електромагнітне поле. У яких одиницях вони виміряються?
Опишіть явища поляризації і намагнічування речовини. Що таке вектор поляризованості та вектор намагніченості середовища?
Якими величинами описуються електромагнітні властивості середовища? Напишіть матеріальні рівняння.
Назвіть ознаки, по яких класифікують середовища в електродинаміці. Приведіть приклади різних середовищ. Чи завжди вектори напруженості й індукції електричних та магнітних полів паралельні?
Що таке силової лінії поля?
2.2 Основні рівняння електродинаміки як результат узагальнення дослідницьких фактів
Закон збереження заряду, рівняння неперервності.
Закон повного струму в домаксвеловському трактуванні, його протиріччя закону збереження заряду. Введення Максвелом поняття струму зсуву. Перше рівняння Максвела в інтегральній і диференціальній формі.
Закон електромагнітної індукції. Друге рівняння Максвела в інтегральній і диференціальній формі.
Третє і четверте рівняння Максвела в інтегральній і диференціальній формі.
Повна система рівнянь Максвела. Сторонні струми і заряди. Рівняння Максвела в комплексній формі, комплексні діелектрична і магнітна проникності.
Літератур а: [1, с.18-36; 2, с.13-42].
Контрольні питання до теми 2.2
Розповісти про найбільш важливі експериментальні роботи що дозволили сформулювати основні рівняння електродинаміки (досвіди Кулона, Ерстеда, Ампера, Фарадея). Напишіть повну систему основних рівнянь електродинаміки в інтегральній і диференціальній формі. Поясніть зміст кожного рівняння.
Одержить третє і четверте рівняння Максвела в диференціальній формі, як наслідок закону збереження заряду і перших двох рівнянь.
Що таке густина струму зміщення, яка його роль у електромагнітних явищах та його розмірність?
Що таке комплексна діелектрична та магнітна проникність?
Рівняння Максвела у комплексній формі.
Дати поняття комплексних амплітуд.
2.3 Деякі наслідки основних рівнянь електродинаміки
Баланс енергії електромагнітного поля, теорема Умова-Пойнтинга. Вектор Пойнтинга.
Теорема про єдиність рішення основних рівнянь електродинаміки (без доказу).
Зв'язок векторів електромагнітного поля на границі розділу двох середовищ (граничні умови).
Література: [l, с.37-44, 47-61; 2, с.42-67].