Предисловие ..................................................... 3
Обозначения .................................................... 10
Часть I. Основные законы электромагнетизма .................... 12
Глава 1. Электрическое поле .................................... 12
1.1 Электрический заряд ....................................... 12
1.2 Сохранение заряда ......................................... 14
1.3 Закон Кулона для покоящихся зарядов ....................... 14
1.4 Напряженность электрического поля ......................... 15
1.5 Объемная и поверхностная плотности заряда ................. 16
1.6 Векторное поле и его дифференциальные характеристики ...... 17
1.6.1 Поток .............................................. 17
1.6.2 Теоремы Остроградского - Гаусса и Стокса ........... 18
1.7 Электростатическая теорема Гаусса в интегральной
форме ..................................................... 20
1.8 Применение теоремы Гаусса ................................. 22
1.8.1 Электрическое поле бесконечной равномерно
заряженной плоскости ............................... 22
1.8.2 Шаровой конденсатор ................................ 23
1.8.3 Цилиндрический конденсатор ......................... 23
1.9 Дифференциальная форма электростатической теоремы
Гаусса. Уравнение Пуассона. Свободные и связанные
заряды .................................................... 24
1.10 Электрический потенциал ................................... 25
1.10.1 Работа в электростатическом поле ................... 25
1.10.2 Потенциал и потенциальное поле ..................... 26
1.10.3 Потенциал в простейших электрических полях ......... 27
1.11 Проводники и изоляторы .................................... 30
1.12 Силы, действующие на поверхность проводника ............... 31
1.13 Электрическая емкость ..................................... 33
1.14 Емкость простых конденсаторов ............................. 34
1.15 Диэлектрики ............................................... 35
1.15.1 Поляризация диэлектриков ........................... 35
1.15.2 Поляризованность ................................... 37
1.15.3 Напряженность электрического поля внутри
диэлектрика ........................................ 38
1.15.4 Электрическое смещение в слоистом диэлектрике
и поверхностная дивергенция ........................ 40
1.15.5 Трение двух диэлектриков ........................... 42
1.15.6 Объемные и поверхностные связанные заряды .......... 44
1.15.7 Сегнетоэлектрики ................................... 46
1.15.8 Пироэлектрики ...................................... 47
1.15.9 Пьезоэлектрический эффект .......................... 48
Глава 2. Электрический ток ..................................... 51
2.1 Постоянный электрический ток в проводниках первого рода ... 51
2.2 Уравнение непрерывности ................................... 55
2.3 Квазистационарные токи .................................... 55
2.4 Закон Джоуля - Ленца ...................................... 57
2.5 Ток в слоистом материале и поверхностный заряд ............ 59
2.6 Электрический ток в электролитах .......................... 61
2.6.1 Законы электролиза Фарадея ......................... 61
2.6.2 Электролитическая диссоциация ...................... 62
2.6.3 Движение ионов в электролитах ...................... 63
2.6.4 Проводимость электролитов .......................... 64
2.6.5 Эффект Вина и дисперсия электропроводности ......... 65
Глава 3. Электрические явления в контактах ..................... 66
3.1 Контактная разность потенциалов ........................... 66
3.2 Сторонние электродвижущие силы ............................ 68
3.3 Термоэлектричество ........................................ 70
Глава 4. Магнитное поле в вакууме .............................. 75
4.1 Сила Лоренца .............................................. 75
4.2 Магнитное иоле равномерно движущегося заряда .............. 76
4.3 Закон Био - Савара для постоянных токов ................... 77
4.4 Основные законы магнитного поля ........................... 78
4.4.1 Теорема Гаусса для поля В. Магнитный поток ......... 78
4.4.2 Теорема о циркуляции вектора В ..................... 80
4.5 Применения теоремы о циркуляции вектора В ................. 83
4.6 Сила, действующая на контур с током ....................... 87
4.7 Момент сил, действующих на контур с током ................. 89
4.8 Работа при перемещении контура с током .................... 90
Глава 5. Магнитное поле в веществе ............................. 93
5.1 Намагничивание вещества. Намагниченность .................. 93
5.2 Теорема о циркуляции вектора напряженности магнитного
поля Н (для магнитного поля постоянных токов) ............. 96
5.3 Граничные условия для В и Н ............................... 98
5.4 Ферромагнетизм ........................................... 101
Глава 6. Относительность электрического и магнитного полей .... 107
6.1 Электромагнитное поле. Инвариантность заряда ............. 107
6.2 Законы преобразования полей Е и В ........................ 109
6.3 Инварианты электромагнитного поля ........................ 114
Глава 7. Электромагнитная индукция ............................ 117
7.1 Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца ........... 117
7.2 Природа электромагнитной индукции ........................ 121
Глава 8. Уравнения Максвелла. Энергия электромагнитного
поля ................................................. 129
8.1 Ток смещения ............................................. 129
8.2 Система уравнений Максвелла .............................. 133
8.3 Свойства уравнений Максвелла ............................. 137
8.4 Энергия и поток энергии. Вектор Пойнтинга ................ 141
8.5 Импульс электромагнитного поля ........................... 145
Часть II. Новые замыкающие соотношения для уравнений
электромагнитного поля Максвелла в слоистых
материалах .......................................... 149
Глава 1. Электродинамические процессы в проводниках
второго рода ......................................... 150
1.1 Предыдущие исследования и современное состояние теории
прохождения тока через растворы электролитов ............. 150
1.2 Макроскопическая электронейтральность объемного
раствора электролита ..................................... 155
1.3 Парадокс Гиббса и различимость катионов и анионов при
макроскопическом описании раствора электролита ........... 157
1.4 Уравнения диффузии и миграции ионов в проводниках
второго рода при протекании электрического тока.
Модель Ландау ............................................ 166
1.5 Полный ток в проводнике второго рода с учетом влияния
нестационарных потоков тепла и массы ..................... 168
1.6 Система уравнений для описания электродинамических
процессов в проводниках второго рода ..................... 174
Глава 2. Взаимодействие электрических, тепловых полей
и диффузии в слоистых средах с учетом релаксации ..... 176
2.1 Взаимодействие нестационарных электрических, тепловых
полей и диффузии в слоистых материалах ................... 178
2.2 Взаимодействие нестационарных электрических и тепловых
полей с учетом релаксационных процессов .................. 184
2.3 Особенности вычисления распространения
электромагнитных волн в слоистых средах. Схемы
сквозного счета с учетом поверхностных токов ............. 205
2.4 Результаты численного моделирования распространения
электромагнитных волн в слоистых средах с
использованием схем сквозного счета ...................... 208
2.5. Пондеромоторные силы в неоднородных слоистых средах с
поглощением .............................................. 218
Глава 3. Высокочастотная электродинамика медленно движущихся
сред ................................................. 218
3.1 К аэроакустике движущихся сред ........................... 219
3.2 Скорость электромагнитной волны в медленно движущейся
среде. Коэффициент увлечения Френеля ..................... 229
3.3 Электромагнитные волны в медленно движущейся среде ....... 230
Приложение 1. Индукционный нагрев металлов .................... 236
Приложение 2. Распознавание и контроль состояний
динамических объектов в атмосфере на основе
эффекта вторичной модуляции радиолокационных
сигналов ........................................ 239
Литература .................................................... 241
|
