"ЭЛЕКТРОДИНАМИКА"

по направлению 511500 - радиофизика

 Электродинамика - теория электромагнитного поля, осуществляющего взаимодействие между электрическими зарядами.

Введение. Предмет электродинамики. История - основные этапы эволюции, современное состояние, перспективы развития. Роль электродинамики в современной физической картине мира. Связь с другими дисциплинами.

Основные уравнения и законы электродинамики. Классическая электродинамика и границы ее применимости. Экспериментальные основы и математическая формулировка фундаментальных законов электродинамики. Микроскопические уравнения Максвелла. Силы Кулона и Лоренца. Законы сохранения в электродинамике.

Электромагнитные поля и волны заданных источников. Скалярный и векторный потенциалы. Калибровочная инвариантность. Уравнения для потенциалов.

Плоские волны.

Электромагнитные поля зарядов и токов в вакууме. Запаздывающие потенциалы. Потенциалы Льенара-Вихерта. Разложение статических потенциалов по мультиполям.

Излучение. Электрическое дипольное излучение. Магнитное дипольное и электрическое квадрупольное излучения. Радиационное трение для медленно движущегося заряда.

Комплексные представления гармонических полей. Уравнения электродинамики в комплексном представлении. Комплексная диэлектрическая проницаемость. Вектор Пойнтинга и теорема Пойнтинга.

Поля элементарного электрического и магнитного вибраторов. Картина формирования поля излучения. Поляризация электромагнитных волн.

Основные принципы электродинамики: двойственности, взаимности, Гюйгенса-Френеля-Кирхгофа. Теорема об эквивалентности.

Взаимодействие электромагнитного поля с зарядами. Импульс и давление электромагнитного поля.

Движение заряда в постоянном магнитном поле. Движение заряда в постоянном электрическом поле. Движение заряда в однородных скрещенных полях. Дрейф заряда в поперечно неоднородном магнитном поле. Пространственно-временная инвариантность магнитного момента заряда при движении в продольно неоднородном магнитном поле.

Рассеяние электромагнитных волн зарядами. Дифференциальное и полное сечение рассеяния. Формула Томсона.

Диэлектрическая проницаемость облака заряженных частиц. Электромагнитные поля в плазме и металлах.

Релятивистские представления. Постулаты Эйнштейна и матрица преобразования Лоренца. Четырех-векторы и тензоры. Четырех-векторы скорости и ускорения.

Четырех-векторы потенциала и тока: основные уравнения, преобразование, свойства. Функция Грина точечного источника в четырехмерном пространстве. Решение неоднородного волнового уравнения для потенциала в четырехмерном пространстве. Четырех-вектор потенциала точечного заряда, потенциалы Льенара-Вихерта. Электромагнитное поле произвольно движущегося заряда. Синхротронное излучение.

Тензор Максвелла. Преобразование компонент электромагнитного поля. Тензор энергии-импульса и законы сохранения в электродинамике. Канонический и симметрический тензор энергии-импульса. Релятивистские инварианты электромагнитного поля.

Инвариантность фазы волны. Релятивистский эффект Доплера.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. - М.: Наука, 1973. - 504 с.
2. Тамм И. Е. Основы теории электричества. - М.: Наука, 1976. - 660 с.
3. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Т.6. Электродинамика.- М.: Мир, 1966. - 344 с.
4. Баскаков С.И. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Высшая школа, 1992. - 416 с.
5. Джексон Дж. Классическая электродинамика. М.: Мир, 1965. 702 с.

Дополнительная

1. Дуков В.М. Электродинамика (История и методология макроскопической электродинамики). Учеб. пособие для ун-тов. - М.: Высшая. школа., 1975. - 248 с.
2. Зоммерфельд А. Электродинамика. - М.: ИЛ, 1958.
3. Стрэттон Дж.А. Теория электромагнетизма. - М.-Л.: ГИТТЛ, 1948. - 540 с.
4. Терлецкий Я.П., Рыбаков Ю.П. Электродинамика: Учебное пособие. - М.: Высшая школа. - 1980. - 335 с.
5. Угаров В.А. Специальная теория относительности. - М.: Наука, 1977. - 384 с.
6. Батыгин В.В., Топтыгин И.Н. Сборник задач по электродинамике. - М.: Наука, 1962. - 504 с.
7. Матвеев А.Н. Электродинамика. - М.: Высшая школа, 1970.
8. Фёдоров В.Н. Основы электродинамики. - М.: Высшая школа, 1980. - 399 с.
9. Комплексные представления в электродинамике/ Якубов В.П.: Методические указания. - Томск: УОП Томск. ун-та, 1994.- 16 с.

Программу составил В.П. Якубов, профессор (Томский госуниверситет)