[ Сивухин ] Том 3 - Электричество

Предисловие

7

ВВЕДЕНИЕ

§ 1. Действие на расстоянии и полевое взаимодействие

9

§ 2. Электрический заряд и напряженность электрического поля.

14

ГЛАВА I

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

§ 3. Закон Кулона. Принцип суперпозиции электростатических полей.

18

§ 4. Электрический диполь

24

§ 5. Поток вектора и электростатическая теорема Гаусса

28

§ 6. Применения теоремы Гаусса

33

§ 7. Дифференциальная форма электростатической теоремы Гаусса

40

§ 8. Математическое дополнение. Формула Гаусса — Остроградского

43

§ 9. Теорема Ирншоу

46

§ 10. Электрическое поле в веществе

48

§ 11. Проводники в электрическом поле

52

§ 12. Поляризация диэлектриков

59

§ 13. Теорема Гаусса для диэлектриков

63

§ 14. Граничные условия

64

§ 15. Поляризуемость и диэлектрическая проницаемость

66

§ 16. Поле равномерно поляризованного шара

70

§ 17. Потенциальность электростатического поля

73

§ 18. Электрический потенциал

75

§ 19. Вычисление потенциала по напряженности поля

79

§ 20. Измерение разности потенциалов электрометром. Электрический зонд

82

§ 21. Электрическое поле Земли

86

§ 22. Общая задача математической электростатики

88

§ 23. Метод электрических изображений

90

§ 24. Точечный заряд над плоской поверхностью диэлектрика

95

§ 25. Электрическое поле заряженного проводящего эллипсоида

96

§ 26. Емкость проводников и конденсаторов

101

§ 27. Потенциальные и емкостные коэффициенты

109

§ 28. Электрическая энергия

112

§ 29. Локализация электрической энергии в пространстве

116

§ 30. Взаимная энергия точечных зарядов

119

§ 31. Термодинамика диэлектриков

121

§ 32. Свободная энергия и силы

125

§ 33. Максвелловские натяжения и давления

131

§ 34. Вычисление пондеромоторных сил в общем виде

137

§ 35. Электронная теория поляризации неполярных диэлектриков

141

§ 36. Электронная теория поляризации полярных газообразных

148

диэлектриков

§ 37. Пьезоэлектричество

153

§ 38. Пироэлектричество

160

§ 39. Сегнетоэлектричество

162

ГЛABA II

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК

§ 40. Плотность тока. Закон сохранения электрического заряда

174

§ 41. Закон Ома

176

§ 42. Вывод законов Ома и Джоуля — Ленца

179

§ 43. Сторонние силы. Концентрационный элемент

190

§ 44. Законы Ома и Джоуля — Ленца в интегральной форме

194

§ 45. Правила Кирхгофа

198

§ 46. Стационарные токи в массивных проводниках

203

§ 47. Электролитическая ванна

207

§ 48. Процессы установления тока при зарядке и разрядке конденсатора

210

ГЛАВА III

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

§ 49. Силы, действующие в магнитном поле на движущиеся заряды и токи

213

§ 50. Магнитное поле равномерно движущегося заряда. Закон Био и Савара

218

§ 51. Расчет магнитных полей с помощью закона Био и Савара. Системы

222

единиц

§ 52. Момент сил, действующих на виток с током в магнитном поле

226

§ 53. Теорема Гаусса для магнитных полей

229

§ 54. Дополнительные сведения о телесных углах

231

§ 55. Теорема о циркуляции магнитного поля в вакууме

234

§ 56. Дифференциальная форма теоремы о циркуляции

238

§ 57. Эквивалентность магнитных полей тока и магнитного листка

241

§ 58. Магнитное поле в веществе

248

§ 59. Теорема о циркуляции магнитного поля в веществе.

252

§ 60. Граничные условия для векторов В и Н

254

§ 61. Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость

256

§ 62. Работа при перемещении витка с током в постоянном магнитном поле

261

§ 63. Способ Гаусса измерения магнитных полей

263

§ 64. Электромагнитная индукция

264

§ 65. Правило Ленца

268

§ 66. Максвелловская трактовка явления электромагнитной индукции

271

§ 67. Флюксметр и пояс Роговского

275

§ 68. Индуктивность проводов. Явления при замыкании и размыкании тока

281

§ 69. Магнитная энергия токов

288

§ 70. Локализация магнитной энергии в пространстве

292

§ 71. Теорема о сохранении магнитного потока

295

§ 72. Энергия и силы

296

§ 73. Термодинамика магнетиков

302

§ 74. Ферромагнетизм

304

§ 75. Магнитные свойства атомов

309

§ 76. Объяснение диамагнетизма

312

§ 77. Объяснение парамагнетизма

315

§ 78. Гиромагнитные явления

322

§ 79. Теория ферромагнетизма

325

§ 80. Сверхпроводники и их магнитные свойства

332

ГЛАВА IV

УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛЛА

§ 81. Ток смещения

346

§ 82. Система уравнений Максвелла

351

§ 83. Скорость распространения электромагнитных возмущений

355

§ 84. Энергия и поток энергии

362

§ 85. Международная система единиц (СИ)

370

ГЛABA V

ДВИЖЕНИЕ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ

ПОЛЯХ

§ 86. Движение в постоянных и однородных полях

381

§ 87. Дрейф заряженной частицы в неоднородном магнитном поле при

385

наличии слабого электрического поля

§ 88. Адиабатический инвариант

393

§ 89. Определение удельного заряда частицы

400

§ 90. Измерение элементарного заряда методом масляных капель

404

§ 91. Электромагнитная масса

408

ГЛАВА VI

ЭЛЕКТРОЛИТЫ

§ 92. Электролиз и электролитическая диссоциация

413

§ 93. Примеры электролиза

417

§ 94. Законы электролиза Фарадея и элементарный заряд

419

§ 95. Скорости ионов и электропроводность электролитов

421

§ 96. Гальванические элементы и аккумуляторы

426

ГЛАВА VII

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТОКИ В МЕТАЛЛАХ, ПОЛУПРОВОДНИКАХ И

ВАКУУМЕ

§ 97. Инерция электронов в металлах

435

§ 98. Явление Холла

438

§ 99. Применения статистики Ферми—Дирака к электронам в металлах

443

§ 100. Металлы и полупроводники

450

§ 101. Термоэлектронная эмиссия

459

§ 102. Электронные лампы и их применения

467

§ 103. Вторичная и автоэлектронная эмиссия

472

ГЛАВА VIII

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В КОНТАКТАХ

§ 104. Контактная разность потенциалов

476

§ 105. Термоэлектрический ток

481

§ 106. Явление Пельтье

487

§ 107. Термодинамика термоэлектрических явлений. Явление Томсона

490

§ 108. Выпрямляющее действие контактов полупроводников

494

ГЛАВА IX

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТОКИ В ГАЗАХ

§ 109. Ионизация и рекомбинация

498

§ 110. Измерение потенциала ионизации методом электронного удара

501

§ 111. Измерение слабых токов.

505

§ 112. Несамостоятельная проводимость газов

506

§ 113. Измерение коэффициентов рекомбинации

509

§ 114. Измерение подвижностей ионов.

512

§ 115. Теория Таунсенда

515

§ 116. Закон Пашена

521

§ 117. Тлеющий разряд

523

§ 118. Искровой разряд

529

§ 119. Коронный разряд

531

§ 120. Дуговой разряд

533

§ 121. Плазма

535

ГЛАВА Х

КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ

§ 122. Уравнение колебательного контура

544

§ 123. Свободные колебания гармонического осциллятора

549

§ 124. Затухающие колебания

553

§ 125. Баллистический гальванометр

556

§ 126. Векторная диаграмма и комплексные обозначения

557

§ 127. Вынужденные колебания затухающего осциллятора под действием

561

синусоидальной силы

§ 128. Вынужденные колебания под действием несинусоидальной силы.

569

Теорема Фурье

§ 129. Закон Ома для переменных токов (синусоидально меняющихся во

573

времени)

§ 130. Правила Кирхгофа для переменных токов

578

§ 131. Эффективные напряжение и ток

581

§ 132. Процессы установления колебаний

583

§ 133. Автоколебания. Ламповый генератор

593

§ 134. Релаксационные колебания

600

§ 135. Параметрическое возбуждение колебаний

602

§ 136. Трансформатор

606

§ 137. Колебания с двумя степенями свободы

612

§ 138. Волновое уравнение

616

§ 139. Плоские электромагнитные волны

620

§ 140. Стоячие волны

624

§ 141. Поле излучения диполя Герца

627

§ 142. Демонстрационные опыты с электромагнитными волнами

636

§ 143. Волны вдоль проводов

642

§ 144. Свойства быстропеременных токов. Скин-эффект

648

§ 145. Давление и импульс электромагнитных волн

655

§ 146. Принципы радиосвязи

659

ПРИЛОЖЕНИЯ

Важнейшие формулы электродинамики в системе СИ

668

Некоторые физические постоянные

676

Именной указатель

677

Предметный указатель

680

ИМЕННОЙ УКАЗАТЕЛЬ

Абрагам 367

Гамильтон 26

Абрикосов 341

Гаусс 10, 26, 29, 32, 33, 35, 40—47,

Авенариус 483, 494

51, 53, 63, 64, 66, 68, 92, 93, 96,

Авогадро 314, 322, 420,

109, 117, 119, 177, 204, 229, 241,

Альвен 619

263, 264, 346, 356

Ампер 10, 216, 241—243, 292

Гель 526

Аррениус 415, 424

Гельмгольц 135, 110, 221, 266, 267,

Арцимович 393

420

Астои 524

Герц Генрих 10, 11, 360, 361, 627,

Бардин 342

628, 631, 633, 63-i, 636, 637, 639,

Баркгаузен 330, 331

642, 659

Барлоу 216

Герц Густав 502, 503

Барнет 324

Гинзбург 170, 171

Био 218, 221, 222, 236, 282, 283, 346,

Гитторф 422, 424

631, 632

Гольдман 163

Боголюбов 312

Гольдстейн 528

Богуславский 466

Грин 10

Бозе 342

Гротгус 413, 415

Бойе 493

Гук 546

Больцман 149, 152, 187, 192, 317, 441,

Гухер 503

463

Даниэль 429—431

Бор 13, 142, 249, 309—311, 317, 503

Дебай 304, 3IC

Браун 268, 488

Де Гааз 304, 323, 587

Валашек 163

Дешман 463

Ван-Ален 398

Джиок 304

Ван-де-Грааф 58, 59

Джорджи 379

Ван-Лёвен 309

Джоуль 179, 186, 194, 197, 198, 414

Вант-Гофф 415

Дирак 187, 188, 321, 342, 353, 441,

Вебер Вильгельм 10, 223, 360

443, 444. 461

Вейнер 163

Дорфман 328

Вейсс 166, 170, 309, 325—32Э

Друде 187, 188, 443, 447

Вернов 398

Дэви 419, 533

Видеман 187, 447, 448

Дэвис 503

Вильсон 136, 404

Жуковский 322

Вирсма 304

Зеебек 481, 482, 494

Вольта 429, 476, 478, 479, 482

Зелени 513

Вул 163

Зоммерфельд 187, 188, 443, 447, 448

Гейзенберг 142, 329

Иоффе 404, 405, 490

Поккельс 163

Томсон Элиу 269, 583

Поль 22, 481, 482

Тэт 494

Попов 12, 642

Уитстон 200

Пристли 36

Умов 364

Пуассон 10, 89, 465, 542

Фарадей 10—12, 57—59, 90, 104, 133,

Рауль 415

264, 419, 420, 422

Резерфорд 13, 509, 510, 512

Фейнман 87

Рике 435

Ферми 185, 187, 188, 321, 342, 441,

Ричардсон 463

443—449, 459—462, 477, 478,

Роговский 275, 276

489, 543

Розинг 325

Фохт 161

Роуланд 221

Франк 502, 503

Савар 218, 221, 222, 236, 282, 283,

Франклин 55

346, 631, 632

Франц 187, 447, 448

Симон 304

Френкель 329, 451

Скотт 437

Фуко 270, 308

Снеллиус 641

Фурье 323, 561, 569, 570, 572, 573,

Соломон 163

594, 661

Стокс 240, 293, 406, 408

Хаблютцель 163

Столетов 305

Хевисайд 372

Стюарт 179, 437

Холл 438, 439, 441-443, 458

Таунсенд 404, 515—519, 521, 522,

Шриффер 342

530

Эдисон 460

Тесла 651—653

Эйлер 559

Толмен 179, 437

Эйнштейн 192, 323, 342, 411, 587

Томсон Вильям (Кельвин) 481, 491

Эйхенвальд 221

—494, 551

Эрстед 217

Томсон Дж. Дж. 13, 400, 402—404

Юнг 153

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

Автоколебания 593

Антисегнетоэлектричество 173

Адиабатический инвариант 393

— , точка Кюри 173

Аккумулятор, емкость 434

Антиферромагнетизм 331

— свинцовый 433

Антиферромагнетики 304, 331

— щелочной 434

Апериодический процесс 555

Акцепторы 458

Баллистическая постоянная 557

Ампер (единица тока) 196, 223

Баллистический гальванометр 556

Ампера закон 216

Баркгаузена эффект 330

— теорема 241

Барлоу колесо 216

Ампер-витки 608

Барнета опыт 324

Амплитуда 551, 554, 622

Биения 584

Анодный ток 469

Био—Савара закон 221

Антенна 659

Боковые полосы 661

Антикатод 527

Бора и Ван-Лёвен теорема 309

Декремент 554

Задача многих тел 453

Демодуляция (детектирование) 663

— одного тела 453

— сеточная 665

Заряд магнитный 231, 353

Детектор 638, 663

Заряды индукционные 52

Джоуля—Ленца закон 1SG, 197

— поляризационные 60

Диамагнетизм 312

— свободные 61

Диамагнетик 256, 304

— связанные 60

Дивергенция 41, 45

Защита магнитная 258

Динатронный эффект 472

— электростатическая 57

Диод вакуумный 460

Зеебека явление 481

Диполь магнитный 24

Зонд капельный 84

— электрический 24

— пламенный 85

Диссоциации степень (коэффициент)

— радиоактивный 85

416

— электрический 84

Дифференцирующие и

Зонная теория 453

интегрирующие ячейки 548

Излучение бетатронное 540

Диффузия амбиполярная 536

— магннтотормозное 540

Диэлектрик (изолятор) 450, 456

— рекомбинационное 504

Диэлектрическая проницаемость 374

— тормозное 540

— — абсолютная 374

— ускоренно движущегося заряда

— — относительная 376

635

Длина волны 623

Импеданс 573

Добротность 554, 564

Импульс электромагнитный 367

Домены диэлектрические 168

Индуктивности коэффициенты 286

— магнитные 329

Индуктивность взаимная 286

Доноры 457

— — единицы длины линии 644

Дорфмана опыт 328

— провода 281

Дрейф 179, 385

— соленоида 282

— магнитный 388—392

—, теорема взаимности 286

— центробежный 392

Индукции вектор 63

— электрический 383, 387

Индукция магнитная 254

Дрейфовая теория 386

— электрическая 52

Дроссель 574

— электромагнитная 264

Друде формула 187

— —, максвелловская трактовка 271

Дырки 456

— —, механическая аналогия 277

Емкость 101

— —, основной закон 266

— двух параллельных проволок 106

— —, — —, дифференциальная

— единицы длины линии 044

форма 273

— конденсатора плоского 103

— —, фарадеева трактовка 264

— — слоистого 107

— —, электродвижущая сила 2G3

— — цилиндрического 105, 108

Ионизация 498

— — шарового 103

—, метод электронных ударов 502

— эллипсоида 109

— объемная 498