Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Физика (Магнетизм)_ЛЕКЦИИ И ВОПРОСЫ / OF5_6_Теория Максвелла Электромагнитные колебания и волны_mini

.pdf
Скачиваний:
66
Добавлен:
21.03.2016
Размер:
1.84 Mб
Скачать

Система уравнений Максвелла в дифференциальной форме

D rotH = j + t

rotE = B

t

divB = 0

divD = ρ

© А.В. Бармасов, 1998-2013

31

12+

 

Оператор набла

 

 

 

 

 

 

Ñ º

 

e

 

 

+

e +

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

y

 

 

Y

z

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ÑF ( x, y, z ) º gradF ( x, y, z )

=

∂Φ e

 

 

+

∂Φ e

 

+ ∂Φ e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

X

 

 

 

y

Y

 

 

 

 

z

 

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Ñ F ( x, y, z )) º Ñ × F ( x, y, z ) º divF ( x, y, z )

=

∂FX

+

∂FY

+

∂FZ

x

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

Ñ F ( x, y, z ) º Ñ ´ F ( x, y, z ) º rotF ( x, y, z ) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

eX

 

 

eY

 

 

 

eZ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

F

 

F

 

 

F

 

 

 

 

 

F

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

=

Z

-

Y

eX

+

X

 

-

 

Z

 

eY +

 

 

Y

 

-

 

 

 

X

eZ

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

x y z

 

y

z

 

 

 

x

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FX

 

 

FY

 

FZ

© А.В. Бармасов, 1998-2013

32

12+

 

Система уравнений Максвелла в дифференциальной форме

[Ñ H ] = j + D

t

[Ñ E ] = - B

t (Ñ B) = 0

(Ñ D) = ρ

© А.В. Бармасов, 1998-2013

33

12+

 

Контрольные вопросы

Напишите систему уравнений Максвелла в интегральном виде, поясните смысл входящих в неё величин.

Какие экспериментальные законы электромагнетизма лежат в основе уравнений Максвелла?

© А.В. Бармасов, 1998-2013

34

12+

 

Литература

Бутиков Е.И. Оптика: Учеб. пособие для вузов / Под ред.

Н.И. Калитеевского. – М.: Высшая школа, 1986. – 512 с., ил., §2.1.

Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики. Том II. Электричество и магнетизм. – 4-е изд. – М.: Наука, 1969. – 368 с., §49.

Калашников С.Г. Электричество. – М.: Наука, 1977. – 592 с., §§136-139.

Калитеевский Н.И. Волновая оптика: Учеб. пособие для вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1995. – 463 с., ил., §1.1.

Нордлинг К., Остерман Д. Справочник по физике для учёного и инженера / Перевод с англ. А.В. Бармасова. – СПб.: БХВ-Петербург, 2011. – С.53-59, 219-272.

Савельев И.В. Курс общей физики: Учеб. пособие: Для втузов. В 5 кн. Книга 2. Электричество и магнетизм. – 4-е изд., перераб. – М.: Наука.

Физматлит, 1998. – 366 с. – ISBN 5-02-015001-0, §§9.1-9.3.

Трофимова Т.И. Курс физики: Учеб. пособие для вузов. – 6-е изд.,

стер. – М.: Высшая школа, 1999. – 542 с., ил. – ISBN 5-06-003634-0, §139.

© А.В. Бармасов, 1998-2013

35

12+

 

5.6.3. Электромагнитныеые колебания в контуре

Замкнутую электрическую цепь, содержащую последовательно соединённые катушку индуктивности L, конденсатор C и резистор R,

называют колебательным контуром.

© А.В. Бармасов, 1998-2013

36

12+

 

Колебательный контур

(Oscillatory circuit)

© А.В. Бармасов, 1998-2013

37

12+

 

Электромагнитные колебания в контуре

Часть энергии тока расходуется на излучение электромагнитных волн в пространство.

Неизлучающий контур называется закрытым колебательным контуром. Открытым колебательным контуром называется контур,

излучающий электромагнитные волны – например, вибратор Герца.

Электромагнитные колебания – периодические изменения электрического поля (конденсатора) и магнитного поля (катушки), в результате которых происходит взаимный обмен энергией между этими полями.

© А.В. Бармасов, 1998-2013

38

12+

 

Электромагнитные колебания в контуре

Электромагнитные колебания, возникающие за счёт однократно сообщённой контуру энергии при зарядке конденсатора, называют свободными.

Они совершаются с самопроизвольно устанавливающейся резонансной частотой, при которой сопротивление контура оказывается наименьшим:

ν

 

=

1

 

1

(формула Томсона)

рез

 

 

 

 

LC

 

 

 

 

© А.В. Бармасов, 1998-2013

39

12+

 

Электромагнитные колебания в контуре – аналогия с маятниками

(в случае пружинного маятника под Eп понимается потенциальная энергия пружины)

© А.В. Бармасов, 1998-2013

40

12+