Барабанов Алексей Леонидович к ф. м н., Ситников Михаил Геннадьевич программа

Вид материала

Программа

Содержание Всего часов Электромагнитная индукция и индуктивность. Колебания в линейных системах. Переменные токи. Вынужденные колебания. Модулированные колебания. Шумы. Распространение сигналов по проводам. Электромагнитные волны в вакууме и в диэлектрических средах. Проводящие среды металл и плазма. Классическая теория дисперсии. Волноводы и резонаторы. Электромагнитные волны на границе раздела диэлектриков. Элементы кристаллооптики. Список литературы Задание по электродинамике Тема семинарских занятий

Подобный материал:

• Информационная система "единое окно доступа к образовательным ресурсам": 4 года в сети, 96.38kb.
• Белоголов Михаил Сергеевич «79 б.» Королёв Сергей Александрович «76 б.» Лущаев Владимир, 13.11kb.
• Программа дисциплины «Восток и Запад в истории мировых цивилизаций» Автор: д и. н.,, 574.71kb.
• Пресс-служба фракции «Единая Россия» Госдума, 2957.7kb.
• Пресс-служба фракции «Единая Россия» Госдума, 2811.25kb.
• Программа дисциплины Политический консалтинг для направления 030200. 68 «политология», 314.3kb.
• Чурин Алексей Геннадьевич, 45.19kb.
• Оптимальное проектирование валов барабанов, 306.59kb.
• Учебно-методический комплекс дисциплины Уголовный процесс Разработчик: ст преподавтель, 3363.71kb.
• Осип Эмильевич Мандельштам Стихотворения Алексей Николаевич Толстой «Пётр Первый» Борис, 24.1kb.

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

____________Ю.А. Самарский

«_____»____________ 2011 г.


П Р О Г Р А М М А


по курсу: ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

по направлению: 511600

факультет: ФНБИК

кафедра: физики и физического материаловедения

курс: 2

семестр: 3

лекции: 34 час

практические (семинарские) занятия: 34 часа

лабораторные занятия: 68 часов

самостоятельная работа: 2 часа в неделю

экзамен: 3 семестр

зачёт: нет

ВСЕГО ЧАСОВ: 136


Программу и задание составили:

д.ф.-м.н., доцент Барабанов Алексей Леонидович

к.ф.-м.н., Ситников Михаил Геннадьевич


Программа обсуждена на заседании кафедры физики и

физического материаловедения ____ мая 2011 года

Заведующий кафедрой В.Г. Вакс

Согласовано:

Заведующий кафедрой

общей физики А.В. Максимычев

Электродинамика.

1. Электромагнитная индукция и индуктивность. Уравнения Максвелла. Явление электромагнитной индукции. Взаимная индуктивность контуров с токами. Теорема взаимности для коэффициентов индуктивности. Коэффициент самоиндукции замкнутого контура. Катушки индуктивности. Индуктивность длинного соленоида. Установление тока в цепи, содержащей индуктивность. Энергия, сосредоточенная в катушке индуктивности. Плотность энергии магнитного поля. Энергетический метод вычисления сил в магнитном поле. Подъёмная сила электромагнита.
   

2. Колебания в линейных системах. Колебательный контур. Свободные затухающие колебания электрического тока в контуре. Коэффициент затухания, логарифмический декремент затухания и добротность контура. Энергия, сосредоточенная в колебательном контуре. Энергетический смысл добротности. Вынужденные колебания электрического тока под действием внешнего синусоидального напряжения. Амплитудная и фазовая характеристики тока и напряжений. Резонанс. Процесс установления колебаний.
   

3. Переменные токи. Условие квазистационарности тока. Гармонические (синусоидальные) токи. Представление колебаний электрического тока и напряжений через комплексные величины. Векторные диаграммы. Комплексное сопротивление (импеданс) элемента цепи переменного тока. Правила Кирхгофа для переменных токов. Работа и мощность переменного тока. Действующее значение тока и напряжения.
   

4. Вынужденные колебания. Вынужденные электрические колебания в контуре. Связь ширины резонансного пика с добротностью контура. Резонанс напряжений и резонанс токов. Интегрирующие и дифференцирующие аналоговые схемы. Параметрическое возбуждение колебаний. Понятие об автоколебаниях. Генератор Ван-дер-Поля. Обратная связь. Роль нелинейности.
   

5. Модулированные колебания. Шумы. Вынужденные колебания под действием несинусоидальной (негармонической) силы. Амплитудная и фазовая модуляции. Понятие о спектральном разложении (фурье-разложении). Колебательный контур как спектральный прибор. Частотная характеристика и импульсный отклик. Спектр одиночного прямоугольного импульса и периодической последовательности импульсов. Соотношение неопределённостей.
   

6. Распространение сигналов по проводам. Распространение переменного тока по длинному проводу (кабелю). Уравнения, связывающие ток и напряжение на малом участке кабеля (телеграфные уравнения). Ёмкость, индуктивность и утечка на единицу длины кабеля. Скорость распространения сигнала по кабелю. Волновое сопротивление.
   

7. Электромагнитные волны в вакууме и в диэлектрических средах. Уравнения Максвелла для меняющихся во времени векторов Е, D, B и H и материальные уравнения в изотропной диэлектрической среде. Волновое уравнение. Плоская линейно поляризованная электромагнитная волна в однородной диэлектрической среде. Частота волны, волновой вектор. Фазовая скорость волны. Плотность энергии и плотность потока энергии (вектор Пойнтинга) электромагнитного поля.
   

8. Проводящие среды металл и плазма. Экранировка, дебаевский радиус. Плазменная частота. Диэлектрическая проницаемость плазмы. Показатель преломления плазмы. Скин эффект.
   

9. Классическая теория дисперсии. Распространение электромагнитных волн в газе осцилляторов. Дисперсия и затухание волн. Нормальная и аномальная дисперсии. Групповая скорость. Волновой пакет конечной протяжённости.
   

10. Волноводы и резонаторы. Бегущие и стоячие электромагнитные волны. Электромагнитные волны в прямоугольных волноводах. Критическая частота волновода. Объёмный резонатор. Моды резонатора.
    

11. Электромагнитные волны на границе раздела диэлектриков. Отражение и преломление электромагнитных волн на границе раздела. Закон Снеллиуса. Формулы Френеля. Угол Брюстера. Полное внутреннее отражение
    

12. Элементы кристаллооптики. Круговая и эллиптическая поляризация плоской волны. Поляроиды. Закон Малюса. Электромагнитные волны в одноосных кристаллах. Двойное лучепреломление. Пластинки в полволны и в четверть волны. Эффект Фарадея.
    

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.3 Электричество. – Москва, Наука, 1996.
   
2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.4 Оптика. – Москва, Наука, 1980.
   
3. Кингсеп А.С., Локшин Г.Р., Ольхов О.А. Основы физики. Курс общей физики. Т.1. Механика. Электричество и магнетизм. Колебания и волны. Волновая оптика. Под ред. А.С. Кингсепа – Москва, Физматлит, 2001.
   
4. Парселл Э. Берклеевский курс физики. Т.2. Электричество и магнетизм. – Москва, Наука, 1983.
   
5. Козел С.М., Лейман В.Г., Локшин Г.Р., Овчинкин В.А., Прут Э.В. Сборник задач по общему курсу физики. Ч.2. Электричество и магнетизм. Оптика. Под ред. В.А. Овчинкина. – Москва, Изд-во МФТИ, 2000.
   
6. Иродов И.Е. Электромагнетизм. Основные законы. – Москва, Лаборатория Базовых Знаний, 2000.
   
7. Иродов И.Е. Волновые процессы. Основные законы. – Москва, Лаборатория Базовых Знаний, 1999.
   
8. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М., Фейнмановские лекции по физике. Том2. Вып. 5,6,7. Электричество и магнетизм. Электродинамика. Физика сплошных сред. – Москва, Мир, 1977.
   

ЗАДАНИЕ ПО ЭЛЕКТРОДИНАМИКЕ

для студентов 2-го курса ФНБИК на осенний семестр

2011/2012 учебный год

Дата	№ сем		Тема семинарских занятий	гр. 1	гр. 2	гр. 3
5–10 сентября	1		Коэффициенты взаимной индукции и самоиндукции. Сверхпроводники в магнитном поле.	5.28 5.31 5.32	5.29 5.30 6.26	6.25
12–17 сентября	2		Сверхпроводники в магнитном поле. Энергетический метод вычисления сил в магнитном поле.	7.64 6.23 7.20	7.58 7.62 6.26	7.63
19–24 сентября	3		Переходные процессы в электрических цепях. Свободные колебания.	9.16 9.36 9.53	9.4 9.27 9.44	9.56
26–30 сентября	4		Переменные токи. Метод комплексных амплитуд.	10.3 10.6 10.10	10.1 10.30 10.11	10.60
3–8 октября	5		Вынужденные колебания. Резонанс. Параметрический резонанс.	10.20 10.23 10.39	10.16 11.35 10.41	10.24
10–15 октября	6		Модулированные колебания. Спектральный анализ в линейных системах. Автоколебания.	11.1 11.3б 11.26	11.3а 11.3в 11.6	11.24
17–28 октября	К о н т р о л ь н а я р а б о т а. С д а ч а 1-го з а д а н и я.
1–5 ноября	7	Уравнения Максвелла.		12.5 12.8 12.19	12.4 12.9 12.27	12.26
7–12 ноября	8	Сверхпроводники. Плазма.		6.35 12.55	6.33 12.57	8.55
14–19 ноября	9	Дисперсия электромагнитных волн.		10.5 (2,3,5) 10.21 10.24	10.5 (1,4,6) 10.8 10.18	10.38
21–26 ноября	10	Кабели. Волноводы.		12.40 12.46 12.54	12.50 12.42	12.51
28 ноября- 3декабря	11	Резонаторы.		12.43 12.44 12.48	12.47 12.53	12.49
5-10 декабря	12	Отражение и преломление электромагнитных волн. Линейная и круговая поляризация.		2.2 2.8 11.13	11.1 11.16	11.21
12-17 декабря	К о н т р о л ь н а я р а б о т а. С д а ч а 2-го з а д а н и я.
19-24 декабря	Зачёт.

ПРИМЕЧАНИЯ:


1. Номера задач указаны по "Сборнику задач по общему курсу физики" Ч. 2. Под ред. В.А. Овчинкина – Москва, Изд-во МФТИ, 2000.


2. При выполнении заданий предусмотрена следующая вариативность — в каждой теме семинара задачи разбиты на 3 группы:

1 — задачи, предлагаемые для обсуждения на семинаре. Это набор задач, раскрывающих тему семинара. Решения всех задач, разобранных на семинаре, студент должен иметь в своей тетради при сдаче задания.


2 — задачи, которые студент должен самостоятельно решать в течение недели после семинара. Эти задачи также должны быть аккуратно оформлены в тетради.

3 — задачи повышенного уровня студент решает дополнительно к основным задачам курса (с получением дополнительных зачётных единиц). Они также должны быть оформлены студентами в своих тетрадях.