Geum.ru

Робоча навчальна програма предмет: Електромагнетизм Спеціальність: 070200 "Радіофізика І електроніка" та 070200 "Прикладна фізика" Факультет електроніки, форма навчання денна

Вид материалаДокументы

Содержание


I. анотація
Ii. зміст програми
Iii. перелік тем практичних занять
Iv. лабораторні заняття
V. основна і додаткова література
Подобный материал:
РОБОЧА НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА


Предмет: Електромагнетизм

Спеціальність: 6.070200 "Радіофізика і електроніка" та 6.070200 "Прикладна фізика"

Факультет електроніки, форма навчання - денна

Витяг з навчального плану





Семестр
К-ть аудит. год.
У т.ч.:
К-ть годин СР
КР
КП
Заліки
Іспити

Л
П,С

ЛР

2
170
51
68
51
60
-
-
+
+


I. АНОТАЦІЯ


Зміст даного розділу загальної фізики - це основні закони і загальні принципи, які відповідають за електричні й магнітні взаємодії у вакуумі і середовищі.

Починається курс з основних експериментальних законів, які узагальнюються у вигляді рівнянь Максвелла. Зв’язок ніж електричними і магнітними полями розглядається з самого початку курсу.

Розраховано, що після кожної лекції обов’язковим є розв'язок тематичних задач, які тісно пов’язані з лекційною темою і часто є її розвитком і доповненням.


II. ЗМІСТ ПРОГРАМИ


Електромагнітна взаємодія в природі. Електричні заряди. Способи одержання заряджених тіл. Електризація. Основні властивості зарядів. Квантування заряду. Елементарний заряд. Інваріантність заряду. Закон збереження заряду.

Взаємодія нерухомих зарядів. Точкові заряди. Закон Кулона. Експериментальні методи перевірки закону Кулона. Дослід Кавендіша. Границі застосування закону Кулона. Польове трактування взаємодії нерухомих зарядів. Електростатичне поле. Напруженість електростатичного поля. Поле точкового заряду. Принцип суперпозиції. Поле системи зарядів. Потік вектора напруженості електростатичного поля. Теорема Гауса. Диференціальна форма закону Кулона.

Потенціальність електростатичного поля. Потенціал електростатичного поля. Неоднозначність скалярного потенціалу і його нормування. Властивості потенціалу електростатичного поля і його зв'язок з напруженістю. Потенціал точкового заряду і системи точкових зарядів. Дослід Міллікена. Дипольне наближення.

Провідники в електричному полі. Електростатичне поле зарядженого провідника. Напруженість поля біля поверхні провідника. Електростатична індукція. Зв’язок форми провідника і поверхневої густини зарядів. Металічні екрани. Потенціал зарядженого провідника. Ємність провідника і системи провідників. Конденсатори. Розрахунок кіл з конденсаторами.

Енергія електростатичного поля. Енергія взаємодії точкових зарядів, власна енергія. Густина енергії поля. Енергія заряджених провідників. Сили, що діють на заряджені тіла в електростатичному полі.

Взаємодія рухомих електричних зарядів. Сила Лоренца. Магнітне поле. Індукція магнітного поля. Релятивістська природа магнітного поля. Перетворення полів. Індукція магнітного поля рухомого точкового заряду. Рух заряджених частинок у схрещених магнітних і електричних полях.

Електричний струм. Сила струму. Густина струму. Закон Ома в диференціальній формі. Постійний струм. Механізм виникнення постійного струму в провідниках. Джерела струму. Електрорушійна сила і внутрішній опір джерела струму. Основні характеристики і закони постійного струму. Закон Ома. Режими роботи джерел струму. Робота електричного струму. Закон Джоуля. Лінійні кола. Правила Кірхгофа. Струми в суцільних середовищах. Струми в неоднорідних середовищах.

Магнітне поле струму. Закон Біо-Саварра. Дивергенція вектора індукції магнітного поля. Потік індукції магнітного поля. Закон повного струму. Диференціальна форма закону повного струму. Векторний потенціал. Рівняння для векторного потенціалу. Магнітне поле елементарного струму. Магнітний момент контуру зі струмом. Взаємодія провідників зі струмом. Закон Ампера. Рух заряджених частинок в електричних і магнітних полях.

Електромагнітна індукція. Виникнення е.р.с. у рухомих провідниках у магнітному полі. Закон електромагнітної індукції. Диференціальна форма закону електромагнітної індукції. Технічне використання електромагнітної індукції.

Взаємоіндукція і самоіндукція. Індуктивність контуру. Енергія магнітного поля, породженого контуром зі струмом і системою контурів зі струмом. Густина енергії магнітного поля.

Струм зміщення. Рівняння Максвела. Електромагнітне поле. Потік енергії електромагнітного поля. Закон збереження енергії електромагнітного поля.

Електромагнітні хвилі у вакуумі. Хвильове рівняння. Плоскі електромагнітні хвилі.

Кола квазістаціонарного змінного струму. Перехідні процеси. Основні характеристики змінного струму. Метод комплексних амплітуд. Векторні діаграми. Правила Кірхгофа. Робота і потужність змінного струму. Діюче значення струму і напруги.

Резонанс струмів і напруг. Коливний контур.

Технічне використання змінного струму. Трифазний електричний струм. Електричні генератори та електродвигуни. Принципи роботи синхронних, асинхронних та колекторних електричних машин. Трансформатори.

Електростатичне поле в діелектрику. Поляризація діелектриків. Вектор електростатичного зміщення. Електростатичне поле на межі двох діелектриків. Енергія електростатичного поля в діелектриках.

Механізми поляризації. Неполярні та полярні діелектрики. Сегнетоелектрики Піроелектрики. П’єзоелектричний ефект.

Електромагнітні хвилі в діелектриках. Рівняння для векторів поля електромагнітної хвилі. Фазова швидкість. Дисперсія хвиль. Густина потоку енергії.

Магнітне поле в магнетиках. Механізми намагнічування. Напруженість поля в магнетику. Магнітне поле на межі двох середовищ.

Механізми намагнічування. Лорморова прецесія. Діамагнетики. Парамагнетики. Феромагнетики. Феримагнетики.

Електричний струм у вакуумі. Термоелектронна емісія. Вторинна електронна емісія. Автоелектронна емісія. Закон Богуславського-Ленгмюра. Технічне використання. Вакуумні діоди та тріоди.

Іонна провідність. Дисоціація. Електроліз. Рухливість іонів. Хімічні джерела струму.

Електропровідність газів. Самостійні та несамостійні розряди. Тліючий, іскровий, коронний та дуговий газові розряди.

Електронна провідність твердих тіл. Електропровідність металів. Концентрація і рухливість носіїв струму в металах. Залежність електропровідності від температури. Основи класичної теорії електропровідності металів. Розподіл Фермі-Дірака. Надпровідність.

Електромагнітні хвилі в провідних середовищах. Глибина проникнення електричного поля в метал. Комплексна діелектрична проникність. Скін-ефект. Поглинання хвиль. Швидкість електромагнітних хвиль в провідних середовищах.

Основи зонної теорії твердих тіл. Основи теорії явищ електронного переносу. Концентрація носіїв струму. Рівноважна і нерівноважна функція розподілу. Час релаксації та довжина вільного пробігу. Рухливість носіїв заряду.

Електропровідність напівпровідників. Природа носіїв струму в напівпровідниках. Концентрація носіїв струму та їх рухливість. Власна та домішкова провідність напівпровідників. Гальваномагнітні і термоелектричні явища. П’єзорезистивний ефект. Фотопровідність напівпровідників. Контактні явища. p-n перехід. Напівпровідникові діоди і транзистори.

Електроніка та науково-технічний прогрес. Основи твердотільної електроніки. Поняття про функціональну електроніку. Мікроелектроніка.


III. ПЕРЕЛІК ТЕМ ПРАКТИЧНИХ ЗАНЯТЬ

  1. Закон Кулона. (2 год.)
  2. Напруженість електричного поля. (4 год.)
  3. Принцип суперпозиції. (2 год.)
  4. Теорема Остроградського-Гауса. (4 год.)
  5. Потенціал електричного поля. Дипольне наближення. (4 год.)
  6. Провідники в електричному полі. Індуковані заряди. (2 год.)
  7. Ємність провідника і системи провідників. Конденсатори. Розрахунок кіл з ємностями.(6 год.)
  8. Електричний струм в суцільному середовищі. Закон Ома в диференціальній формі(2 год.)
  9. Закони постійного струму. Правила Кірхгофа (2 год.)
  10. Метод контурних струмів. (2 год.)
  11. Вектор магнітної індукції. Закон Біо-Савара-Лапласа. (4 год.)
  12. Закон повного струму. (2 год.)
  13. Закон Ампера (2 год.)
  14. Закон електромагнітної індукції. Індуктивність і взаємна індуктивність контурів(4 год.)
  15. Перехідні процеси в електричних колах (2 год.)
  16. Кола змінного струму. Метод комплексних амплітуд. Векторні діаграми (6 год.)
  17. Енергія електричного та магнітного полів. Сили в електричному та магнітному полях (2 год.)
  18. Рівняння Максвела. Перетворення полів (2 год.)
  19. Електромагнітні хвилі (2 год.)
  20. Рух заряджених частинок в електричному та магнітному полях (2 год.)
  21. Електричний струм у твердих тілах, рідинах, газах (2 год.)
  22. Діелектрики. Вектор поляризації. Зв’язані заряди (4 год.)
  23. Магнетики. Вектор намагніченості (4 год.)



IV. ЛАБОРАТОРНІ ЗАНЯТТЯ

  1. Вивчення законів Ома та Кірхгофа.
  2. Перевірка закону електромагнітної індукції. Самоіндукція. Рівняння Максевелла.
  3. Електронний осцилограф.
  4. Магнітний гістерезис. Визначення магнітної сприйнятливості феромагнетиків методом моста Максвела.
  5. Вивчення електричних властивостей сегнетоелектриків.
  6. Вивчення залежності опору металів і напівпровідників від температури.
  7. Дослідження електростатичного поля.
  8. Визначення горизонтальної складової напруженості магнітного поля Землі.
  9. Дослідження вакуумного тріода.
  10. Вивчення роботи вакуумного діода. Перевірка закону Богуславського-Ленгмюра.
  11. Дослідження вольт-амперних характеристик напівпровідникового діода.
  12. Вивчення процесів розрядки і зарядки конденсатора.
  13. Затухаючі електричні коливання. Аперіодичні процеси.
  14. Вивчення електричного кола змінного струму з активними, індуктивними та ємнісними опорами.
  15. Резонанс струмів. Резонанс напруг.
  16. Дослідження зсуву фаз в колах змінного струму.


V. ОСНОВНА І ДОДАТКОВА ЛІТЕРАТУРА


№ п.п.
Автори
Назва
Рік. Мова видання.
Видавництво

1.
Матвеев А.Н.

Электричество и магнетизм

1983, рос., М.: Высш. Школа

2.
Калашников С.Г.
Электричество

1985, рос., М.: Высш. Школа

3.
Кучерук І.М., Горбачук І.Е., Луцик П.П.
Загальний курс фізики. Т.2. Електрика і магнетизм
2001, укр., К.:Техніка

4.
Парселл Э.
Электричество и магнетизм
1975, рос., М.: Наука

5.
Савельев И.В.
Курс общей физики. Т.2. Электромагнетизм
1966, рос. М.: Высш. Школа.,

6.
Фейнман Р. и др.
Фейнмановские лекции по физике. Т.5
1972, рос., Київ: Вища школа

7.
Сивухин Д.В.
Общий курс физики. Т.3. Электричество
1983, рос., М.:Наука

8.
Иродов И.Е.
Задачи по общей физике
1988, рос., М.:Наука

9.
Горбачук І.Т.
Загальна фізика. Лабораторний практикум
1992, укр., К.:Вища школа

10.
Стахіра Й.М., Струк Я. О.
Електрика. Фізичний практикум





Програму склав доц. Шувар Р.Я.