2.2. Электромагнитные явления

1. Магнитное поле в вакууме и его характеристики. Магнитное поле и магнитный момент кругового тока. Магнетизм как релятивистский эффект. Основные характеристики магнитного поля: вектор магнитной индукции и вектор напряженности магнитного поля.

2. Действие магнитного поля на движущееся заряды и проводник с током. Магнитное взаимодействие токов. Силы Ампера и Лоренца. Практическое значение.

3. Взаимодействие линейных токов. Практическое значение.

4. Принцип суперпозиции магнитных полей. Закон Био-Савара-Лапласа как результат обобщения экспериментальных данных и как следствие теории относительности.

5. Применение закона Био-Савара-Лапласа к расчету магнитного поля бесконечного линейного тока. Геометрия магнитного поля.

6. Магнитное поле на оси кругового проводника с током. Магнитное поле в центре кругового проводника с током. Напряженность магнитного поля внутри проводника с током. Магнитный момент витка с током.

7. Циркуляция индукции магнитного поля. Вихревой характер магнитного поля. Теорема о циркуляции вектора напряжённости магнитного поля и вектора индукции магнитного поля.

8. Закон полного тока для магнитного поля в вакууме и его применение. Поток магнитной индукции. Теорема Остроградского-Гаусса в интегральной и дифференциальной формах. Магнитные цепи.

9. Индукция и напряженность магнитного поля тороида и бесконечно длинного соленоида.

10. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле.

11. Магнетизм атомов и молекул. Опыт Эйнштейна – де Гааза. Гиромагнитное отношение.

12. Намагничивание вещества. Вектор намагничивания. Магнитная восприимчивость вещества. Относительная магнитная проницаемость среды и ее физический смысл.

13. Магнитное поле на границе двух магнетиков. Постоянство нормальной составляющей вектора В.

14. Законы отражения и преломления электромагнитных волн (с выводом). Абсолютный показатель преломления (выраженный через отношение скоростей и диэлектрическую проницаемость).

15. Магнитики. Парамагнетики и диамагнетики. Магнитная восприимчивость по теории Ланжевена.

16. Элементы теории ферромагнетизма. Физические свойства ферромагнетиков. Магнитная восприимчивость. Точка Кюри. Доменная структура. Две фазы намагничивания.

17. Техническая кривая намагничивания (петля гистерезиса) ферромагнетика. Коэрцитивная сила. Остаточная намагниченность. Намагниченность насыщения. Магнитомягкие и магнитожесткие ферромагнетики. Магнитострикция ферромагнетиков. Магнитный метод охлаждения.

18. МГД – генераторы. Эффект Холла. Постоянная Холла. Практическое значение.

19. Явление электромагнитной индукции. Основной закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Вывод основного закона электромагнитной индукции из закона сохранения и превращения энергии.

20. Представление ЭДС индукции с помощью теоремы Стокса. Операция ротации векторного поля.

21. Явление самоиндукции при замыкании и размыкании электрической цепи. Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии магнитного поля.

22. Движение заряженных частиц в однородном электрическом поле. Движение заряженных частиц в однородном магнитном поле. Движение заряженных частиц в электромагнитном поле. Применение электронных пучков в науке и технике: электронная и ионная оптика, электронный микроскоп. Ускорители заряженных частиц. Определение удельного заряда ионов. Масс-спектрограф Бейнбриджа.

23. Получение электромагнитных колебаний. Собственные электромагнитные колебания. Дифференциальное уравнение собственных электромагнитных колебаний и его решение.

24. Реальный колебательный контур. Дифференциальное уравнение затухающих электромагнитных колебаний и его решение. Коэффициент затухания. Логарифмический декремент затухания. Добротность.

25. Вынужденные электромагнитные колебания. Дифференциальное уравнение вынужденных электромагнитных колебаний и его решение. Резонанс. Резонанс напряжений. Векторная диаграмма. Закон Ома для цепи переменного тока (при последовательном включении R, L и C). Резонанс токов. Векторная диаграмма. Закон Ома для цепи переменного тока при параллельном включении R, L и C.

26. Электромагнитные волны. Энергия электромагнитной волны. Плотность энергии. Плотность потока энергии. Вектор Умова-Пойнтинга. Интенсивность волны. Скорость распространения электромагнитных волн. Определение скорости распространения электромагнитной волны опытным путём.

27. Электромагнитные волны. Вывод волнового уравнения для нейтральной, однородной среды. Скорость электромагнитной волны (расчёт).

28. Электромагнитное поле. Взаимные превращения электрического и магнитного полей. Представление циркуляции вектора с помощью теоремы Стокса (случай стационарного и нестационарного полей). Ток смещения.

29. Уравнения Максвелла в дифференциальной и интегральной формах. Материальные уравнения. Уравнение непрерывности.

30. Теория Максвелла. Первое уравнение Максвелла в интегральной и дифференциальной формах.

31. Инвариантность уравнений Максвелла относительно преобразований Лоренца.

32. Условие малости токов смещения. Токи Фуко. Генератор переменного тока.

33. Релятивистское преобразование зарядов токов и электромагнитных полей. Инварианты преобразований.

34. Закон сохранения энергии для электромагнитного поля.

35. Цепи переменного тока. Импеданс. Движение проводника в магнитном поле.