Государственный комитет Российской Федерации
по высшему образованию
Нижегородский государственный университет
им. Н.И. Лобачевского

по общему курсу

"СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ"

для направления подготовки
"физика"
и по специальности
"радиофизика и электроника"

Курс: 3
Семестр: 6
Лекции: 34 час.
Экзамен- 6 семестр.

 Программа составлена профессором кафедры электродинамики В.Б.Гильденбургом.

 г. Нижний Новгород, 1995

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСА
"СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ" ("СТО")

1. Учебные цели курса.

Целью преподавания дисциплины является усвоение студентами совокупности основных физических принципов, закономерностей и методов исследования, составляющих основу содержания современной релятивистской теории. Данная дисциплина представляет собой одну из важнейших частей теоретического фундамента образования физика и радиофизика. Знание ее необходимо для успешной работы в области современной релятивистской электроники, физики плазмы, ускорительной техники.

2. Учебные задачи курса.

В результате изучения дисциплины студенты должны овладеть:

- знанием основных законов и уравнений релятивистской кинематики, механики и электродинамики движущихся тел;

- умением применять эти законы и уравнения для решения конкретных физических задач.

3. Дисциплины, изучение которых необходимо для усвоения курса.

Изучению специальной теории относительности должно предшествовать усвоение следующих дисциплин и тем:

а) математический анализ (дифференциальное и интегральное исчисление, функции комплексной переменной, ряды и разложения);

б) аналитическая геометрия и высшая алгебра (векторная алгебра, аналитическая геометрия кривых и поверхностей, криволинейные системы координат, линейные преобразования);

в) векторный и тензорный анализ;

г) дифференциальные уравнения;

д) методы математической физики (линейные уравнения в частных производных второго порядка);

е) общая физика (электричество и магнетизм, колебания и волны, оптика);

ж) классическая электродинамика.

 СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
"СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ"
(34 ЧАСА)

ПРОГРАММА КУРСА.

1. Экспериментальные основы СТО. Принцип относительности в механике и электродинамике. Постулаты Эйнштейна. Ковариантность уравнений физики. (3 час.)

2. Кинематика СТО. Преобразования Лоренца как следствие постулатов Эйн-штейна и как преобразования поворота в четырехмерном пространстве, сохраняющие вид уравнений Максвелла. Инвариантность интервала.Относительность понятия одновременности двух событий. Собственное время объекта. Лоренцево сокращение длины движущегося отрезка. Закон сложения скоростей. Эффект Допплера. (4 час)

3. Релятивистская механика. Интеграл действия, функция Лагранжа, импульс и энергия свободной частицы. Четырех-векторы силы и импульса. Уравнения движения материальной точки в четырехмерной и трехмерной формах. Примеры релятивистских расчетов в динамике частиц. (4 час)

4. Ковариантная формулировка уравнений Максвелла в вакууме для векторов поля. Тензор электромагнитного поля. Закон преобразования полей. Инварианты поля. (3 час.)

5. Ковариантная запись силовых и энергетических соотношений в электродинамике. Четырех-вектор плотности силы Лоренца. Тензор энергии-импульса. Импульс и момент импульса электромагнитного поля. Законы сохранения энергии и импульса. (3 час.)

6. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Движение в однородных статических полях. Дрейф частиц в неоднородном магнитном поле. Движение в высокочастотном поле. Принципы построения ускорителей заряженных частиц. (4 час.)

7. Поля, создаваемые движущимися зарядами. Поле равномерно движущегося электрона. Потенциалы Льенара-Вихерта. Поле излучения неравномерно движущегося электрона. Дипольное приближение. Тормозное и синхротронное излучение. Излучение Вавилова-Черенкова.(6 час.)

8. Электромагнитная масса и трудности классической теории электрона. Реакция излучения. Примеры расчетов, учитывающих реакцию излучения. (4 час.)

9. Электродинамика движущихся сред. Уравнения поля и материальные уравнения. Преобразования полей и векторов поляризации. Граничные условия на движущихся поверхностях. (3 час.)

ЛИТЕРАТУРА ПО КУРСУ.

Основная литература.

1. Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. Теория поля. М.: Наука, 1988.
2. М.М.Бредов, В.В.Румянцев, И.Н.Топтыгин. Классическая электродинамика. М.,Наука, 1985.
3. Я.П.Терлецкий, Ю.П.Рыбаков. Электродинамика. М.: Высшая школа, 1990.

Дополнительная литература.

1. Джексон Дж. Классическая электродинамика. М., Мир, 1965.
2. В.Пановский, М.Филипс. Классическая электродинамика. М. : ГИФМЛ, 1963.
3. Г.А.Угаров. Специальная теория относительности. М.: Наука, 1969.

 Автор: / Гильденбург В.Б./

 Зав. кафедрой, профессор: / Таланов В.И,/

 Председатель методкомиссии: / Гавриленко В.Г./