Электромагнитные поля и волны

Содержание книги "Электромагнитные поля и волны "

ПРЕДИСЛОВИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ. МАКРОСКОПИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИКА. ОСНОВНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ. ВИДЫ СРЕД И ИХ ВЗАИМОВЛИЯНИЕ С ПОЛЕМ
§ 1.1. Понятие и общие свойства электромагнитного поля
§ 1.2. Пространственно-временное усреднение величин, характеризующих электромагнитное поле. Волны и среды в макроскопических масштабах
§ 1.3. Величины р и j электромагнитного поля
§ 1.4. Силовые векторы E и B электромагнитного поля
§ 1.5. Индикация вектора E электромагнитного поля
§ 1.6. Индикация вектора B электромагнитного поля
§ 1.7. Векторы D и H электромагнитного поля
§ 1.8. Виды сред
§ 1.9. Поляризация вещества
§ 1.10. Намагничивание вещества
§ 1.11. Электропроводность вещества
§ 1.12. Описание электромагнитного поля
§ 1.13. Понятия потока векторного поля и его дивергенции
§ 1.14. Понятия циркуляции векторного поля и его ротора
§ 1.15. Особенности дивергенции и ротора, как продуктов векторных полей
§ 1.16. Скалярное поле и понятие его градиента
Задачи
ГЛАВА II. УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛЛА. КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕД. ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ
§ 2.1. Система уравнений Максвелла и ее особенности
§ 2.2. Первое уравнение Максвелла
§ 2.3. Второе уравнение Максвелла
§ 2.4. Третье уравнение Максвелла
§ 2.5. Четвертое уравнение Максвелла
§ 2.6. Уравнение непрерывности. Закон сохранения заряда
§ 2.7. Снова о токе смещения
§ 2.8. Связь уравнений Максвелла
§ 2.9. Понятия сторонних сил, токов и зарядов
§ 2.10. Классификация сред по проводящим и изолирующим свойствам
§ 2.11. Время релаксации для различных сред
§ 2.12. Граничные условия. Постановка задачи
§ 2.13. Граничные условия для нормальных составляющих векторов электромагнитного поля
§ 2.14. Граничные условия для тангенциальных составляющих векторов электромагнитного поля
§ 2.15. Физическая сущность граничных условий для векторов электрического поля на границе раздела диэлектрических сред
§ 2.16. Физическая сущность граничных условий для векторов электрического поля на границе раздела диэлектрик — идеальный проводник
§ 2.17. Физическая сущность граничных условий для векторов магнитного поля
§ 2.18. Физическая сущность граничных условий в переменных полях на границе разделов диэлектрик — идеальный проводник и диэлектрик — металл
Задачи
ГЛАВА III. ВОЛНОВЫЕ УРАВНЕНИЯ. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПОТЕНЦИАЛЫ ПОЛЯ
§ 3.1. Волновые уравнения Даламбера
§ 3.2. Электродинамические потенциалы электромагнитного поля
§ 3.3. Дифференциальные уравнения для определения векторного и скалярного потенциалов в однородной изотропной среде
§ 3.4. Скалярный потенциал поля неподвижного распределения заряда постоянной величины
§ 3.5. Скалярный потенциал поля неподвижного точечного заряда, изменяющегося во времени
§ 3.6. Электромагнитная волна
§ 3.7. Решения волновых уравнений электродинамических потенциалов
Задачи
ГЛАВА IV. МОНОХРОМАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ. ЕГО ВОЛНОВЫЕ УРАВНЕНИЯ И ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПОТЕНЦИАЛЫ. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН. ВОЛНЫ В СРЕДАХ
§ 4.1. Монохроматическое поле. Метод комплексных амплитуд
§ 4.2. Диэлектрическая и магнитная комплексные проницаемости
§ 4.3. Система уравнений Максвелла монохроматического поля. Волновые уравнения Гельмгольца
§ 4.4. Электродинамические потенциалы монохроматического поля
§ 4.5. Характеристики электромагнитной волны
§ 4.6. Принцип Гюйгенса — Френеля. Методы геометрической и физической оптики
§ 4.7. Плоские однородные волны
§ 4.8. Соотношение для параметров плоских однородных волн в однородных и изотропных средах с потерями
§ 4.9. Волны в слабопоглощающих диэлектриках
§ 4.10. Волны в металлической среде
§ 4.11. Поляризация волн
§ 4.12. Стоячие волны
§ 4.13. Режим смешанных волн. Понятие о согласовании
§ 4.14. Плоская однородная волна произвольной ориентации
Задачи
ГЛАВА V. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ И УРАВНЕНИЯ БАЛАНСА ЕГО МОЩНОСТЕЙ. ВЕКТОР ПОЙНТИНГА И ДАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН. ЕДИНСТВЕННОСТЬ РЕШЕНИЙ ЗАДАЧ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ
§ 5.1. Закон сохранения энергии электромагнитного поля. Потери энергии, обусловленные проводимостью среды
§ 5.2. Уравнение баланса мгновенных мощностей как следствие уравнений Максвелла
§ 5.3. Электрическая и магнитная энергии электромагнитного поля. Плотности энергий и уравнение локального баланса мгновенной мощности
§ 5.4. Магнитная энергия магнетика в виде ферритового кольца с центральным проводником с током и его индуктивность
§ 5.5. Электрическая энергия конденсатора и его емкость
§ 5.6. Природа возникновения тока в замкнутой цепи с источником сторонней силы. Проводник с постоянным током
§ 5.7. Проводник с переменным током. Скин-эффект
§ 5.8. Вектор Пойнтинга монохроматического поля. Комплексный вектор Пойнтинга
§ 5.9. Уравнение баланса мощностей монохроматического поля. Комплексные мощности
§ 5.10. Баланс мощностей в линии радиосвязи
§ 5.11. Баланс мощностей в энергетически изолированной системе. Добротность колебательной системы
§ 5.12. Энергетическая скорость электромагнитной волны
§ 5.13. Давление электромагнитных волн. Импульс фотона
§ 5.14. Теорема единственности для монохроматического поля
Задачи
ГЛАВА VI. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ И МАГНИТОСТАТИЧЕСКИЕ ПОЛЯ
§ 6.1. Классификация электромагнитных явлений
§ 6.2. Электростатическое поле. Потенциал точки поля
§ 6.3. Граничные условия в электростатике
§ 6.4. Энергия электростатического поля
§ 6.5. Ёмкость
§ 6.6. Поле равномерно заряженной бесконечной тонкой нити
§ 6.7. Поле равномерно заряженного по длине бесконечно протяжённого проводящего цилиндра
§ 6.8. Поле противоположно заряженных бесконечных параллельных нитей
§ 6.9. Поле противоположно заряженных проводящих бесконечных параллельных цилиндров
§ 6.10. Поле заряженного проводящего шара
§ 6.11. Поле электрического диполя
§ 6.12. Явление электростатической индукции и ее проявления. Электростатическая защита
§ 6.13. Поле точечного заряда, расположенного над проводящей поверхностью, и метод зеркального изображения
§ 6.14. Применение метода зеркального изображения
§ 6.15. Конденсаторы
§ 6.16. Диэлектрический шар в однородном электростатическом поле
§ 6.17. Аналогия поля диэлектрического шара, поляризованного внешним однородным полем, с полем электрического диполя
§ 6.18. Теорема Ирншоу
§ 6.19. Магнитостатика. Потенциал магнитостатического поля и его граничные условия
§ 6.20. Шар из магнетика в однородном магнитостатическом поле
Задачи
ГЛАВА VII. СТАЦИОНАРНЫЕ ПОЛЯ
§ 7.1. Протекание постоянного тока в линейном проводнике
§ 7.2. Цепь постоянного тока и закон Ома для всей цепи
§ 7.3. Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа
§ 7.4. Протекание постоянного тока в сплошной среде
§ 7.5. Сопротивление утечки конденсаторов
§ 7.6. Заземление линий передач
§ 7.7. Магнитное поле постоянных токов. Закон Био — Савара
§ 7.8. Магнитные поля проводящих бесконечно протяженных прямолинейных нити и цилиндра с постоянным током
§ 7.9. Магнитные поля бесконечно протяженных прямолинейных круглой трубы и коаксиального кабеля с постоянным током
§ 7.10. Магнитное поле тороида с равномерной намоткой. Магнитные цепи
§ 7.11. Магнитные поля бесконечно протяженных прямолинейных двух нитей и двухпроводной линии с постоянным током
§ 7.12. Магнитное поле контура с током и его аналогия с магнитным диполем
§ 7.13. Общие свойства стационарного поля
§ 7.14. Магнитная энергия стационарного поля
§ 7.15. Индуктивность, взаимная индуктивность и примеры их расчета для различных систем
Задачи
ГЛАВА VIII. КВАЗИСТАЦИОНАРНЫЕ ПОЛЯ
§ 8.1. Условия квазистационарности электромагнитного поля
§ 8.2. Индуктивность, емкость при квазистационарных процессах. Системы с сосредоточенными и распределенными параметрами
§ 8.3. Энергия квазистационарного поля. Колебательный контур переменного тока
§ 8.4. Вынужденные электрические колебания. Импеданс, векторные диаграммы
§ 8.5. Работа и мощность переменного тока
§ 8.6. Согласование нагрузки с генератором
§ 8.7. Резонансы в цепи переменного тока
§ 8.8. Трансформатор
Задачи
ГЛАВА IX. ВОЛНОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА СРЕД
§ 9.1. Постановка задачи
§ 9.2. Перпендикулярная поляризация
§ 9.3. Формулы Френеля для перпендикулярной поляризации
§ 9.4. Формулы Френеля при параллельной поляризации
§ 9.5. Условие полного прохождения волны во вторую среду. Угол Брюстера
§ 9.6. Явление полного внутреннего отражения от границы раздела двух диэлектрических сред
§ 9.7. Анализ напряженности электрического поля в более плотной среде при явлении полного внутреннего отражения в случае перпендикулярно поляризованной падающей волны
§ 9.8. Анализ напряженности магнитного поля в более плотной среде при явлении полного внутреннего отражения в случае перпендикулярно поляризованной падающей волны
§ 9.9. Энергетические соотношения для волны, распространяющейся в более плотной среде при явлении полного внутреннего отражения в случае перпендикулярно поляризованной падающей волны
§ 9.10. Анализ поля в менее плотной среде при явлении полного внутреннего отражения в случае перпендикулярно поляризованной падающей волны
§ 9.11. Явления на границе раздела диэлектрик - идеальный проводник
§ 9.12. Падение плоской волны из идеального диэлектрика на поглощающую среду
§ 9.13. Граничное условие Леонтовича. Поглощение энергии в реальном проводнике
§ 9.14. Протекание тока в приповерхностном слое реального проводника и эквивалентный поверхностный ток
§ 9.15. Неотражающие структуры
§ 9.16. Радиопрозрачные структуры
Задачи
ГЛАВА X. ИЗЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН
§ 10.1. Излучение электромагнитных волн
§ 10.2. Элементарный электрический вибратор
§ 10.3. Поле в ближней и промежуточных зонах элементарного электрического вибратора
§ 10.4. Поле в дальней зоне элементарного электрического вибратора. Понятие диаграммы направленности
§ 10.5. Мощность излучения элементарного электрического вибратора. Сопротивление излучения
§ 10.6. Симметричная запись уравнений Максвелла. Принцип двойственности уравнений Максвелла
§ 10.7. Элементарный магнитный вибратор
§ 10.8. Соотношения эквивалентности сторонних сил
§ 10.9. Физически осуществимые модели элементарного магнитного вибратора
§ 10.10. Принцип эквивалентности полей и поверхностных токов сторонних сил
§ 10.11. Решения уравнений Максвелла с учётом магнитных токов и зарядов
§ 10.12. Элементарный излучатель Гюйгенса
§ 10.13. Лемма Лоренца. Теорема взаимности и ее следствия
§ 10.14. Гипотетический идеальный излучатель и реальные антенны
§ 10.15. Эффект Доплера
Задачи
ГЛАВА XI. УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛЛА В ПРИБЛИЖЕНИИ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ. РЕФРАКЦИЯ И РАССЕЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН
§ 11.1. Локально плоские волны. Уравнения Максвелла в приближении геометрической оптики
§ 11.2. Распространение волны в однородной и неоднородной средах в условиях геометрической оптики. Принцип Ферма
§ 11.3. Методика определения хода лучей в системах, содержащих зеркала и линзы. Определение форм их поверхностей
§ 11.4. Рефракция электромагнитных волн и ее проявления в естественных условиях
§ 11.5. Кривизна лучей в неоднородной среде с непрерывно изменяющимися параметрами
§ 11.6. Энергетические и амплитудные соотношения поля волны в геометрической оптике
§ 11.7. Рассеяние плоской волны бесконечно протяженным идеально проводящим цилиндром и проводящим шаром в приближении геометрической оптики
Задачи
ГЛАВА XII. ДИФРАКЦИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН
§ 12.1. Дифракция электромагнитных волн. Постановка задачи дифракции
§ 12.2. Строгое решение задачи дифракции плоской волны на бесконечно протяженном идеально проводящем цилиндре
§ 12.3. Виды дифракции в представлениях физической оптики. Метод решения дифракционных задач в приближении Кирхгофа
§ 12.4. Дифракция Фраунгофера на прямоугольном отверстии в идеально проводящем экране
§ 12.5. Дифракция Френеля на прямоугольном отверстии
§ 12.6. Радиусы зон Френеля. Минимальная область распространения волны
§ 12.7. Условное определение нижней границы дальней зоны — зоны Фраунгофера
§ 12.8. О формировании и учете отраженной волны
§ 12.9. Критерий Рэлея шероховатости поверхности
§ 12.10. Развитие теорий дифракции. Основы геометрической теории дифракции
Задачи
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА