1. Цели и задачи раздела

«ЭЛЕКТРОДИНАМИКА» курса физики

В настоящее время известно, что в основе всего разнообразия явлений природы лежат четыре фундаментальных взаимодействия между элементарными частицами – сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное. При этом в повседневной жизни эффекты гравитационного и электромагнитного взаимодействий встречаются чаще. Кроме того, законы электромагнетизма лежат в основе принципов действия многих приборов и устройств. Эти приборы и устройства настолько прочно вошли в нашу жизнь, что мы уже не отдаем себе отчета в том, что без электричества мы сейчас просто не могли бы существовать: все жизненно важные участки нашей жизни - промышленность, транспорт, бытовая сфера, не говоря уже о вычислительной технике и средствах связи, - функционируют только благодаря использованию электрического тока.

В связи с этим представляется необходимым дать студентам в ходе обучения представления об основных закономерностях электромагнитных явлений, познакомить их с основными математическими моделями этих взаимодействий и процессов, научить применять полученные знания для решения, как теоретических вопросов, так и практических задач повседневной жизни.

При этом следует учесть, что решение этих задач требует привлечения определенного математического аппарата, что, с одной стороны, «вливает жизнь» в читаемые до этого математические дисциплины, а, с другой, - способствует их закреплению и развитию.

2. Дисциплины, знание которых необходимо при изучении данного раздела курса

Изучение раздела физики «ЭЛЕКТРОДИНАМИКА» невозможно без знанияоснов «Математического анализа»,«Тензорного и векторного анализа»,«Дифференциальных уравнений»,«Основ программирования и численных методов», раздела«Классическая механика»курса физики.

3. Содержание курса

Современное учение об электричестве и магнетизме можно разбить на следующие разделы:

• неподвижные заряды и связанные с ними электрические поля – электростатика;

• равномерно движущиеся заряды – постоянный ток и магнетизм;

• неравномерно движущиеся заряды и создаваемы при этом переменные поля – переменный ток и электродинамика.

Все эти разделы положены в основу курса, объем и глубина охвата материала которого, с одной стороны учитывает, что «физика» не является специальностью выпускников факультета, а, с другой, — учитывает специфику их математической подготовки.

4. Программа курса Введение в предмет Глава I. Электростатическое поле в вакууме

I- 1. Заряды, силы поля

I- 1.1. Электрический заряд

I- 1.2. Закон Кулона

I- 1.3. Электрическое поле. Напряженность поляЕ

I- 2. Теорема Остроградского - Гаусса

I- 2.1. Понятие о потоке

I- 2.2. Интегральная форма теоремы

I- 2.3. Дифференциальная форма теоремы

I- 2.4. Примеры применения теоремы

I- 3. Работа, энергия, потенциал

I- 3.1. Работа кулоновских сил

I- 3.2. Теорема о циркуляции вектораE

I- 3.3. Энергия и потенциал электростатического поля

I- 3.4. Связь между напряженностью электростатического поля и его потенциалом

I- 4. Системы зарядов и электрические поля

I- 4.1. Электрический диполь

I- 4.2. Поле системы зарядов на больших расстояниях