Тема 18. Электростатика и магнитостатика в вакууме и веществе

Напряженность электростатического поля в вакууме и в веществе. Проводники и диэлектрики. Поляризация диэлектриков. Полярные и неполярные молекулы. Диэлектрическая проницаемость и восприимчивость. Вектор поляризованности. Вектор электрического смещения. Конденсаторы с диэлектриком. Сегнетоэлектрики и пьезоэлектрики и их применение в технике. Магнитные моменты атомов и молекул. Диамагнетизм и парамагнетизм. Вектор намагниченности, магнитная проницаемость и восприимчивость. Ферромагнетики, их свойства и применение.

Практическое занятие:

Расчет электроёмкости и энергии конденсатора с диэлектриком.

Тема 19. Действие магнитного поля на движущийся заряд

Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Эффект Холла. Ускорители заряженных частиц. Полярные сияния.

Практическое занятие:

Расчет кинематических, динамических и энергетических характеристик при движении заряженных частиц в магнитных и электрических полях.

Тема 20. Электромагнитная индукция

Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея. Вращение рамки в магнитном поле. Квазистационарные токи. Токи Фуко. Явление самоиндукции и взаимной индукции. Индуктивность. Индуктивность соленоида. Экстратоки самоиндукции. Энергия однородного магнитного поля, объемная плотность энергии. Устройство электрогенератора и трансформатора.

Практическое занятие 1:

Расчет Э.Д.С. в проводнике, двигающемся поступательно или вращающемся в магнитном поле с помощью закона Фарадея. Определение полярности Э.Д.С. с помощью правила Ленца.

Практическое занятие 2:

Расчет Э.Д.С. в рамке, вращающейся в магнитном поле. Расчет силы тока в рамке, вращающейся в магнитном поле и замкнутой на нагрузку.

Практическое занятие 3:

Расчет индуктивности соленоида с ферромагнитным сердечником. Расчет экстратоков при замыкании и размыкании электрической цепи с индуктивностью.

Тема 21. Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной форме

Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Система уравнений Максвелла в интегральной и дифференциальной формах для электромагнитного поля. Материальные уравнения. Принцип относительности в электродинамике.

Лабораторное занятие:

Защита лабораторных работ второго этапа второго цикла.

Раздел 4: Физика колебаний и волн

Тема 22. Колебания. Гармонический и негармонический осциллятор.

Колебательные процессы различной физической природы. Гармонические колебания. Характеристики колебательного движения: амплитуда, фаза, круговая частота, частота и период. Свободные незатухающие механические и электромагнитные колебания. Сложение одинаково направленных колебаний. Биения. Векторные диаграммы. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Свободные затухающие колебания. Вынужденные колебания. Резонанс. Колебательный контур. Связанные контура, нормальные моды. Негармонические колебания и Фурье-разложение. Осциллятор как спектральный прибор. Физический смысл спектрального разложения. Вибрации, их использование и демпфирование.

Практическое занятие:

Расчет характеристик свободного незатухающего колебания, свободного затухающего колебания и вынужденного колебания. Определение характеристик колебания, полученного при сложении колебаний одинакового направления. Определение траектории движения при сложении взаимно перпендикулярных колебаний.

Лабораторное занятие:

Экспериментальное определение частоты переменного тока в городской сети по наблюдению фигур Лиссажу.