Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электромагнитное поле. Учебное пособие
.pdf
ˆ
p
p
F
F
{} 4 HiQ
ˆ
, ˆ() 4
ie
,
ˆ
().
ˆ
Qe
(Д23)
Эту форму уравнений Максвелла можно назвать формой «Дирака–
Гамильтона».
6. Уравнения Максвелла и фотоны
Вернемся к уравнениям Максвелла в форме «Дирака–Вейля». Рассмотрим электромагнитное поле в свободном пространстве
ˆˆ
( ) ,
cpFi
ˆˆ
( ) ,
cpGi
ˆ
pF
ˆ
pG
(Д24)
( ) 0,
t
G
( )0.
t
По форме уравнение для
волновой функции фотона со спиральностью 1
ция), а уравнение для G
аналогично уравнению для компонент волно-
вой функции фотона со спиральностью 1
аналогично уравнению для компонент
(правая поляриза-
(левая поляризация) [11].
141
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Николаев Г.В. Современная электродинамика и причины ее парадоксальности. Перспективы построения непротиворечивой электродинамики –
Томск: ТПУ: Изд-во «Твердыня». – 2003. – 149с.
2. Зоммерфельд А. Электродинамика. – М.: ИЛ, 1958. – 501 с.
3. Пановски Л., Филипс М. Классическая электродинамика. – М: Госиздат: Физматлит, 1963. – 432 с.
4. Джексон Дж. Классическая электродинамика. – М.: Мир, 1965. –
703 с.
5. Родионов А.И., Ким В.Ф. К 100-летней проблеме «лучистого трения».
Новый взгляд. // ЦИТИСЭ (Электронный научный журнал). – № 4(8), 2016. –
7 с. (450.4 Kb).
6. Родионов А.И., Ким В.Ф. Еще раз об уравнениях Максвелла // Радиопромышленность. – 2012. – № 1. – С. 196–201.
7. Стрэттон Дж.А. Теория электромагнетизма. – М: ГИТТЛ, 1948. –
423 с.
8. Коняшенко Е.А., Шмыков
магнитного поля произвольного распределения токов // Радиотехника и электроника. – 1987. – Т. 32. – № 4. – С. 681–686.
9. Коняшенко Е.А., Ким В.Ф. Спектральный анализ диапазонных
свойств плоских секториальных излучателей // Радиотехника и электроника. –
1992. – Т. 37. – № 3. – С. 423–432.
10. Ким В.Ф., Руденко В.Н. Энергетические функционалы некомпланар-
ной системы плоских
Т. 37. – № 4. – С. 122–124.
11. Кемпфер Ф. Основные положения квантовой механики. – М.: Мир,
1967. – 391 с.
12. Ландау Л.Д, Лифшиц Е.М. Теория поля. – М.: Наука, 1967. – 460 с.
13. Ахиезер А.И., Берестецкий В.Б. Квантовая электродинамика. – М.:
Наука, 1969. – 624 с.
14. Archibald W.J. Field equations from particle equations // Canadian Journ.
Phys., Halifax. –1955. – V. 33. – P. 565.
поверхностных токов // Изв. вузов. Физика. – 1994. –
В.Н. Спектральное представление электро-
142
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ............................................................................................................. 3
1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ .............................................. 5
1.1. Электрический заряд .................................................................................... 5
1.2. Силовая картина взаимодействия зарядов ................................................. 6
1.3. Полевая картина взаимодействия ............................................................... 8
1.4. Относительность электрического и магнитного полей ........................... 11
1.5. Энергия и импульс электромагнитного поля. Фотоны ........................... 13
1.6. Макроскопические заряды. Электрический ток. Сохранение
заряда ........................................................................................................... 14
1.7. Принцип суперпозиции. Поле макроскопических зарядов и токов ....... 17
2. СВОЙСТВА СТАТИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ .............. 19
2.1. Геометрия поля. Поток и циркуляция
2.2. Векторные и скалярные поля. Общие соотношения ............................... 23
2.2.1. Дивергенция векторного поля. Теорема Гаусса–
Остроградского ................................................................................ 23
2.2.2. Ротор векторного поля. Теорема Стокса ....................................... 25
2.2.3. Градиент скалярного поля .............................................................. 26
2.2.4. Потенциальные и вихревые поля. Теорема Гельмгольца. ........... 28
2.3. Потенциалы статического электромагнитного поля ............................... 31
2.4. Основные уравнения электростатики и магнитостатики ........................ 33
2.5. Граничные задачи Дирихле и Неймана .................................................... 34
2.6. Метод функций Грина ............................................................................... 35
Энергия электромагнитного поля ............................................................. 40
2.7.
3. ПРИМЕРЫ СТАТИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ................ 43
3.1. Общие принципы расчета электромагнитных полей .............................. 43
3.2. Электрический и магнитный диполи ........................................................ 44
3.3. Поле ограниченной системы зарядов. Электрические
мультиполи .................................................................................................. 46
электромагнитного поля ............ 19
143
3.4. Поле ограниченной системы токов. Магнитные мультиполи ................ 48
3.5. Металлический шар в однородном электрическом поле ........................ 51
3.6. Электрическое поле слоя зарядов в плазме. Дебаевский радиус ........... 53
4. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ В СРЕДЕ ..................................................... 54
4.1. Молекулы вещества в электрическом поле.............................................. 54
4.2. Молекулы вещества в магнитном поле .................................................... 56
4.3. Поляризация диэлектрика. Вектор поляризации ..................................... 59
4.4. Намагничивание магнетика. Вектор намагниченности .......................... 61
4.5. Ферромагнетики. Сегнетоэлектрики ........................................................ 64
4.6. Электрическое
поле в диэлектрике. Индукция электрического
поля .............................................................................................................. 66
4.7. Магнитное поле в магнетике. Напряженность магнитного поля ........... 69
4.8. Система уравнений статического электромагнитного поля
в средах ........................................................................................................ 72
4.9. Граничные условия .................................................................................... 72
4.10. Метод изображений ................................................................................. 74
4.11. Диэлектрический шар в электрическом поле. Магнитный шар
в магнитном поле ..................................................................................... 77
4.12. Энергия электромагнитного поля в средах ............................................ 80
4.13. Электромагнитные силы, давления, натяжения .................................... 86
5. СТАЦИОНАРНЫЙ ТОК. СТАЦИОНАРНЫЙ МАГНИТНЫЙ
ПОТОК ............................................................................................................... 90
5.1. Сохранение заряда. Уравнение непрерывности ...................................... 90
5.2. Стационарный электрический ток ............................................................ 90
5.3. Стационарные магнитные потоки. Магнитные цепи .............................. 93
5.4. Постоянные магниты ................................................................................. 95
6. НЕСТАЦИОНАРНОЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ ................................ 96
6.1. Релаксация заряда в проводящих средах .................................................. 97
6.2. Проникновение переменного электрического поля в проводник .......... 98
6.3. Ток смещения.............................................................................................. 99
6.4. Циркуляция магнитного поля. Источники магнитного поля ............... 101
6.5. Сохранение энергии и электромагнитная индукция ............................. 102
6.6. Циркуляция электрического поля
. Источники электрического
поля ............................................................................................................ 103
6.7. Система уравнений Максвелла ............................................................... 104
6.8. Поток электромагнитной энергии. Поток импульса поля .................... 105
144
6.9. Волновые уравнения для электромагнитного поля ............................... 110
6.10. Уравнения для потенциалов. Калибровка потенциалов ..................... 112
6.11. Векторы Герца ........................................................................................ 114
6.12. Запаздывающие и опережающие решения ........................................... 116
7. РЕЛЯТИВИСТСКИ-ИНВАРИАНТНОЕ ОПИСАНИЕ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ ................................................................. 121
7.1. Трехмерное пространство. Геометрические преобразования .............. 121
7.2. Четырехмерное пространство. Физические преобразования ............... 122
7.3. Примеры четырехвекторов ...................................................................... 125
7.4. Тензор электромагнитного поля ............................................................. 128
7.5. Инварианты электромагнитного поля .................................................... 130
7.6. Тензор энергии-импульса электромагнитного поля .............................. 131
Рекомендуемая учебная литература
Дополнение. Уравнение Максвелла в различных формах ............................... 134
Библиографический список ................................................................................ 142
................................................................... 133
145
Ким Виталий Федорович
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ
Учебное пособие
Редактор
Выпускающий редактор
Корректор
Дизайн обложки
Компьютерная верстка
Налоговая льгота – Общероссийский классификатор продукции
Издание соответствует коду 95 3000 ОК 005-93 (ОКП)
Подписано в печать 12.03.2018. Формат 60 × 84 1/16. Бумага офсетная
Тираж 300 экз. Уч.-изд. л. 8,6. Печ. л. 9,25. Изд. 350/17. Заказ № 452
Отпечатано в типографии
Новосибирского государственного технического университета
630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20
И.Л. Кескевич
И.П. Брованова
Л.Н. Киншт
А.В. Ладыжская
Н.В. Гаврилова
Цена договорная
146
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]