Электродинамика II

Вид материала

Документы

Содержание Задание №1 Задание №2 Задание №3 Электродинамика ii 1

Подобный материал:

• Е. В. Сметанин 2003 г. Рабочая программа, 74.32kb.
• Методика изучения электродинамики в школьном курсе физики раздел «электродинамика», 808.93kb.
• Методические указания по выполнению контрольных работ по курсу «Электродинамика сплошных, 35.47kb.
• Название дисциплины, 7.63kb.
• Электродинамика, 61.67kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины "теоретическая физика", 162.35kb.
• Механика и электродинамика пристеночной плазмы, 600.3kb.
• Лекция № Дата: Раздел: «Электродинамика», 42.01kb.
• Лекция № Дата: Раздел: «Электродинамика», 27.55kb.
• Лекция 12. Рассеяние света, 144.85kb.

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА II

доцент Станислав Леонидович Синицкий

профессор Валериан Иванович Яковлев

Электромагнитные колебания и волны

1. Волновое уравнение. Плоская электромагнитная волна. Поляризация электромагнитной волны. Монохроматическая волна. Длина волны.
   
2. Отражение и преломление электромагнитной волны на границе раздела двух сред. Показатель преломления.
   
3. Формулы Френеля. Угол Брюстера. Просветление оптики. Диэлектрические зеркала.
   
4. Энергия электромагнитного поля. Поток энергии. Давление электромагнитной волны.
   
5. Фурье-разложение электромагнитного поля. Соотношение неопределенностей. Уравнения Максвелла в Фурье-представлении.
   
6. Частотная дисперсия. Фазовая и групповая скорости волны. Дисперсионное расплывание волнового пакета. Классическая теория дисперсии света в среде.
   
7. Стоячие электромагнитные волны. Резонаторы. Собственные колебания и собственные частоты.
   
8. Волноводы. ТЕ - и ТМ - волны. Критическая частота. Волновод как среда с дисперсией. ТЕМ - волна.
   

Геометрическая оптика

9. Распространение волн в слабонеоднородной среде. Приближение геометрической оптики. Уравнение эйконала. Уравнение луча. Принцип Ферма. Примеры решения уравнения луча.
   
10. Преломление луча на сферической поверхности. Параксиальное приближение. Матричный метод расчета оптических систем. Тонкая линза. Теорема Лагранжа-Гельмгольца.
    

Интерференция

11. Интерференция электромагнитных волн. Когерентность. Опыт Юнга. Видность. Роль размеров источника и ширины его спектра. Продольная и поперечная длины когерентности. Корреляционная функция случайного стационарного процесса как мера когерентности.
    
12. Интерференция на тонких пленках. Локализация интеференционной картины. Полосы равного наклона и равной толщины. Опыт Поля.
    

Дифракция

13. Дифракция электромагнитных волн, точная постановка задачи. Формальная теория дифракции на основе идеализованных граничных условий Кирхгофа. Интеграл Кирхгофа как математическое выражение принципа Гюйгенса-Френеля.
    
14. Зоны Френеля. Параметр Френеля. Дифракции Френеля и Фраунгофера. Зонная пластинка.
    
15. Дифракционная решетка. Оптическая спектроскопия. Спектральное разрешение. Область свободной дисперсии.
    
16. Интерферометры. Многолучевая интерферометрия. Интерферометр Фабри-Перо как прибор высокой разрешающей силы.
    
17. Дифракционные ограничения оптических систем. Оптическая фильтрация изображений. Линза как Фурье-анализатор.
    
18. Голография как метод полной регистрации оптической информации. Схемы Френеля и Фурье.
    

Ковариантное описание электромагнитного поля

19. Преобразование Лоренца. 4-векторы и 4-тензоры. Геометрия пространства времени. Метрический тензор. Ковариантные и контравариантные компоненты тензора.
    
20. Эффект Доплера.
    
21. 4-вектор плотности тока. 4-вектор потенциала. Калибровка потенциалов. Уравнение для потенциалов.
    
22. Тензор электромагнитного поля. Преобразования Лоренца для электромагнитных полей. Инварианты Пуанкаре. Ковариантная форма уравнений Максвелла.
    

Излучение

23. Запаздывающие потенциалы. Ближняя и волновая зоны. Дипольное излучение. Магнитодипольное и квадрупольное излучения.
    
24. Антенны-излучатели в радиодиапазоне. Вибратор Герца, полуволновой вибратор. Диаграмма направленности. Антенны оптического типа. Принципы создания направленных антенн.
    
25. Потенциалы Лиенара-Вихерта. Поле заряда, двигающегося с произвольной скоростью. Поле равномерно движущегося заряда.
    
26. Излучение релятивистской частицы. Потери на излучение. Оценки углового распределения излучения.
    
27. Синхротронное излучение. Оценки спектра и углового распределения.
    
28. Торможение излучением, нерелятивистское и ультрарелятивистское приближения.
    
29. Рассеяние электромагнитной волны свободным и связанным зарядами. Сечение рассеяния. Резонансное рассеяние. Рассеяние волны системой зарядов. Дифракция рентгеновских лучей в кристаллах. Условие Вульфа-Брэгга.
    

Литература

1. Мешков И. Н., Чириков Б. В. Электромагнитное поле. Новосибирск: Наука, 1987. Ч.2.
   
2. Яковлев В. И. Классическая электродинамика. Новосибирск: НГУ, 2003. Ч. 2.
   
3. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Оптика. М.: Наука. Т.З.
   
4. Матвеев А. Н. Оптика. М.: Высш. шк., 1985.
   
5. Бутиков Е. И. Оптика. М.: Высш. шк., 1986.
   
6. Терлецкий Я. П., Рыбаков Ю. П. Электродинамика. М.: Высш. шк., 1980.
   
7. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теория поля. М.: Наука, 1982.
   
8. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука, 1982
   
9. Батыгин В.В., Топтыгин И.Н. Сборник задач по электродинамике. М.: РХД, 2002.
   
10. Меледин Г. В., Черкасский В. С. Электродинамика частиц и полей в задачах. Новосибирск: НГУ, 2004. Ч. 2.
    
11. Практикум по электродинамике в терминальном классе. Новосибирск: НГУ, 1992.
    

Программа семинаров

профессор Артур Григорьевич Погосов

доцент Владимир Алексеевич Володин

Волны в пространстве времени

1. Кинематика электромагнитной волны. Поляризация. (1.1, 1.3, 1.5–1.7) – 2 часа.
   
2. Граничные условия. Формулы Френеля. (1.16–1.18, 1.21, 1.23, 1.25) – 2 часа.
   
3. Фурье-анализ. 2.2–2.7 – 4 часа.
   
4. Волновой пакет. Фазовая и групповая скорости. (2.10, 2.13, 2.17, 2.18) – 3 часа.
   
5. Соотношение неопределенностей. (2.21–2.25, 2.27–2.29, 3.87) – 3 часа.
   
6. Резонаторы и волноводы. (2.32–2.46) – 4 часа.
   

Геометрическая оптика

7. Матричный метод расчета оптических систем. (1.30, 1.33, 1.35, 1.37) – 3 часа.
   

Курсовая контрольная работа

8. Разбор курсовой контрольной работы – 2 часа.
   

Когерентность, интерференция, дифракция Френеля

9. Временная и пространственная когерентность. Контрастность. Автокорреляционная функция. (3.1–3.4, 3.11, 3.12, 3.16, 3.18а, 3.21, 3.24, 3.31) – 5 часов.
   
10. Линии равного наклона и равной толщины. Интерферометры. (3.33–3.37, 3.44, 3.52) – 4 часа.
    
11. Дифракция Френеля. Зоны Френеля. (3.53–3.56, 3.67) – 4 часа.
    

Курсовая контрольная работа

12. Разбор курсовой контрольной работы – 2 часа.
    

Дифракция Фраунгофера. Голография

13. Дифракция Фраунгофера. Дифракционные решетки. (3.71–3.76, 3.84, 3.101) – 4 часа.
    
14. Фурье-оптика. Голография. (3.107–3.109, 3.111, 3.120, 3.121) – 4 часа.
    

Ковариантное описание электромагнитного поля

15. Преобразование Лоренца. Эффект Доплера. Тензор электромагнитного поля. Инварианты поля. (1.10, 1.11, 5.3 (рассмотреть также инвариант kⁱv_i), 5.5, 5.8, 5.11, 5.13) – 4 часа.
    

Излучение

16. Излучение. Дипольное излучение. (4.4, 4.8, 4.11, 4.13, 4.18, 4.27, 4.31) – 4 часа.
    
17. Оценки мультипольного излучения. Антенны. (4.38, 4.39, 4.41, 4.46, 4.49, 4.56) – 4 часа.
    
18. Излучение релятивистской частицы. Торможение излучением. (5.24, 5.30, 5.34, 5.41а) – 4 часа.
    
19. Рассеяние волны. Давление света. (4.66, 4.67, 4.69, 4.70, 4.71, 4.81, 4.82, 4.86) – 2 часа
    

Задания

профессор Артур Григорьевич Погосов

доцент Владимир Алексеевич Володин

Замечания

Оценка на экзамене по курсу электродинамики выставляется после устного ответа с учетом трех предварительных отметок:

• оценки за курсовую письменную работу, которая обычно выполняется за день-два до устного экзамена;
  
• оценки, выставляемой преподавателем за работу в семестре с учетом своевременной сдачи заданий, активности на семинарах и результатов групповых контрольных работ;
  
• оценки за курсовую контрольную работу, которая проводится в середине семестра.
  

При проверке задач на всех этапах существенными будут следующие факторы:

• понимание физической сущности задач, области применимости решения, контроль получения решения по размерности, с помощью предельных или частных случаев, где найти решение особенно просто;
  
• рациональное использование математического аппарата, нахождение наилучшего из возможных путей к решению с указанием вариантов решения;
  
• получение как точного результата, так и, в необходимом случае, оценки;
  
• умение довести решение до конца, грамотно и разумно использовать системы единиц.
  

ЗАДАНИЕ №1

(сдать до 4 марта)

1. 1.8 из сборника [9].
   
2. 1.24
   
3. 1.28
   
4. 2.26
   
5. 2.35
   

Курсовая контрольная работа (~10 марта)

ЗАДАНИЕ №2

(сдать до 1 апреля)

6. 1.31
   
7. 3.15
   
8. 3.46
   
9. 3.78
   
10. 3.95
    
11. 3.104
    

Курсовая контрольная работа (~15 апреля )

ЗАДАНИЕ №3

(сдать до 23 апреля)

12. 3.117
    
13. 4.10
    
14. 4.19
    
15. 4.52
    

ЗАДАНИЕ №4

(сдать до 18 мая)

16. 4.73
    
17. 5.20
    
18. 5.23
    
19. 5.41в
    
20. 5.44
    

Задачи терминального класса

выполняются по специальному расписанию и являются неотъемлемой частью зачетной программы по электродинамике.

1. Электромагнитная волна при прохождении через плоские границы слоев (REFLEX).
   
2. Фурье-анализ сигналов (FOUR).
   

Оглавление

Внимание! Не изменяйте размер и гарнитуру шрифтов. Для изменения формата абзаца выбирайте подходящий стиль слева на панели форматирования.

Внимание! Оглавление генерируется автоматически! Следите за правильным выбором стиля заголовка. Название программы должно иметь стиль Заголовок 1. Программа семинаров, Задания, Литература – Заголовок 2. Заголовки другие разделов должны иметь уровень 3 и ниже.

Внимание! В программе должны быть указаны (приблизительные) даты сдачи заданий, даты контрольных работ и коллоквиумов. Оплачиваются только те виды контроля обучения, которые включены в программу.