- •Лекция 1 Основы теории Максвелла для электромагнитного поля
- •I уравнения Максвелла в интегральной форме
- •Ток смещения. II уравнение максвелла
- •3 И 4 уравнения Максвелла. Полная система уравнений Максвелла
- •Лекция 2 Основные свойства Эл/м волн Оптика
- •Интерференция волн
- •Когерентность и монохроматичность световых волн
- •Лекция 3 Интерференция света
- •Интерференция света в тонких пленках
- •Дифракция света
- •Лекция 4
- •Дифракция света Френеля
- •Дифракция Фроунгофера
- •Дифракция света на одномерной дифр. Решетке
- •Лекция5 Дифракция на пространственной решетке
- •Голография Поляризация света
- •Дисперсия света Лекция6
- •Квантовая физика Квантовая природа излучения. Тепловое излучение
- •Лекция7 Формула Планка
- •Основы квантовой оптики Внешний фотоэффект и его законы
- •Закон внешнего фотоэффекта
- •Эффект Комптона
- •Диалектическое единство корпускулярных и волновых свойств Эл.М. Излучения и частиц вещества
- •Лекция8
- •Уравнение Шредингера. Движение свободных частиц
- •Лекция10 Постулаты Бора
- •Условие стационарности орбиты
- •Квантовое представление о строение атома водорода
- •Лекция15
- •Фотопроводимость полупроводников
Лекция 1 Основы теории Максвелла для электромагнитного поля
Теория максвелла- теория единого Эл/м поля, которое создается в произвольной системе Эл. Зарядов и токов и в этой теории решается основная задача электродинамики, кот. по заданному распределению зарядов и токов находит характеристики созданных ими полей. Является обобщением следующих законов: теорема Остроградского-Гаусса, з-н полного тока и з-ны Эл/м индукции.
В теории максвелла рассматривается внутренний механизм явлений, кот. происходят в среде и вызывают появление Эл. И магн. Полей. Среда описывается 3 величинами, кот. определяются ее Эл. Свойствами:ξ, μ(относ. Магн. Проницаемость), ή(уд. Эл. проводимость).
Теория рассматривает макроскопические поля, кот. создаются макроскопическими зарядами и токами, сосредоточенных больше, чем Vатомов или молекул. Макроскопические токи- совокупность микроскопических зарядов и токов, кот. создают свои Эл. И магн. Микрополя, непрерывно изменяясь во времени в каждой точке пространства. Макрополя представляют собой усредненные микрополя. Усреднение производится по интервалу времени большими периодов внутриатомных процессов и поV, превосходящихVатомов и молекул.
Теория максвелла- теория близкодействия, по кот. Эл. И магн. Взаимодействие осуществляется через Эл./м поле распространяющееся со скоростью света.
I уравнения Максвелла в интегральной форме
Представляет собой обобщение з-а Эл./м индукции Фарадея
§(по L)E’dL’=-∂Фм/∂t
Справедлив для любого замкнутого контура выбранного в магн. Поле. Другими словами- переменное магн. Поле создает в любой точке пространства вихревое индуцированное Эл. Поле, независимо от того, находится в этой точке проводник или нет. Если использовать выражение для магн. Потока, то
§(по L)E’dL’=-§(поS) (∂B’/∂t)dS’ (1)dS’=dsn
Где n’-единичный вектор элемента нормали к элементуdSповерхностиS.
Из конца n’ обход контураLвиден прох. Против часовой стрелки.
§(по L)E’dL’=-§(по S) rotE’dS (2)
RotE’-в декартовой системе координат определяется как определитель (I,j,k;∂/∂x…;E’x,..)
Основываясь на этом можно перейти отIуравнения Максвелла в интегральной форме к дифференциальной.Rot E’=-∂B’/∂t
Ток смещения. II уравнение максвелла
Максвелл обобщил з-н полного тока. Переменное Эл. Поле, как Эл. Ток является источником магн. Поля. Количественной мерой магн. Действия переменного Эл. Поля служит ток смещения.
Плотностью тока смещения называется вектор, равный j’см=∂D’/∂t
Током смещения через произвольную поверхность Sназывается величина, равная потокуj’ сквозь эту поверхность.
Iсм=§(поS)j’смds=§(поS)∂D/∂t*dS’=∂Фе/dt
Фе=§(по S)D’dS’-поток вектора Эл. Смещения сквозь произвольную поверхностьS.
J’см=ξ0∂E’/∂t+∂P’e/∂t
Если рассматривать Iсм, тоj’см= ξ0∂E’/∂t
J’поляр=∂P’e/∂t-словлена упоряд. Перемещением связанных зарядов в диэлектрике при изменение его поляризации (смещения зарядов в молекулах неполярного диэлектрика или повороту молекулы диполя в полярных)
Ток смещения не сопровождается выделением теплоты Джоуля Ленца, но в случае изменения поляризации, происходит выделение или поглощение теплоты. Максвелл добавил в правую часть з-на полного тока Icм. Тогда
§(по L)H’dl’=Iмакро+Iсм (2)
Показывает, что циркуляция напряжения магн. Поля вдоль замкнутого контура L=сумме макротоков и токов смещения сквозь поверхность, натянутую на этот контур
§(по L)H’dl’=§(по S)rot H’dS’
Полный ток сквозь поверхность S, натянутую на контурL
Iмакро+Iсм=§(поS)(j’+j’см)dS’
IIуравнение в интегральной форме:rotH’=j’+D’∂t
Для тех областей пространства, где нет токов проводимости, где нет макротоков
J’=0rotE=-∂B’/∂trotH’=∂D’/∂t
IиIIуравнения говорят о взаимозависимости Эл. И магн. Полей
Переменные Эл. И магн. Поля взаимосвязаны с др. другом и образуют единое поле. Различие в знаках разных частей соотв. З-ну сохранения энергии и правилу Ленца. Услов. Соответствие устойчивого Эл./м поля. При одинаковых знаках при бесконечно малом увеличении 1 из полей вызывало бы возрастание обоих полей. А бесконечно малое убывание 1 из полей приводило бы к полному исчезновению обоих полей.