Электромагнетизм [Виктор Александрович Алешкевич] (pdf) читать постранично

Допущено УМО по классическому университетскому образованию РФ
в качестве учебника для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по направлению подготовки
ВПО 011200 – Физика

МОСКВА
ФИЗМАТЛИТ®
2014

УДК 530.1(075.8)
ББК 22.2
А 45
А л е ш к е в и ч В. А. Электромагнетизм. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2014. — 404 с. —
ISBN 978-5-9221-1555-1.
Учебник является третьим учебником серии «Университетский курс общей физики»
и предназначен студентам физических специальностей вузов. Главная особенность учебника —
многоуровневая концепция изложения важнейших экспериментальных фактов и основ теории
физических явлений с учетом современных научных достижений. Книга включает следующие
основные разделы: заряды и электрическое поле, металлы и диэлектрики в электростатическом
поле, постоянный электрический ток, магнитное взаимодействие токов и зарядов, магнетики, электромагнитное поле и уравнения Максвелла, электромагнитные колебания и волны,
зонная теория электропроводности, полупроводники, контактные явления, полупроводниковые
устройства, низкоразмерные структуры. В заключении приведены санитарные нормы электромагнитной безопасности Минздрава Российской Федерации.
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Физика».
Допущено УМО по классическому университетскому образованию РФ в качестве учебника
для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки ВПО
011200 — Физика.
Р е ц е н з е н т ы:
кафедра общей и теоретической физики и МПФ
Рязанского государственного университета им. С.А. Есенина
(зав. кафедрой заслуженный деятель науки и техники РФ проф. В.А. Степанов);
доктор физ.-мат. наук, проф. А.Н. Мансуров
(Московский педагогический государственный университет)
Учебное издание
АЛЕШКЕВИЧ Виктор Александрович
ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ
Редактор Е.С. Артоболевская
Корректор В.Р. Игнатова
Оригинал-макет: В.В. Затекин
Оформление переплета: А.В. Андросов



Подписано в печать 01.04.2014. Формат 70 100/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.
Усл. печ. л. 32,82. Уч.-изд. л. 35. Тираж 700 экз. Заказ №
Издательская фирма «Физико-математическая литература»
МАИК «Наука/Интерпериодика»
117997, Москва, ул. Профсоюзная, 90
E-mail: fizmat@maik.ru, fmlsale@maik.ru;
http://www.fml.ru
Отпечатано с электронных носителей издательства
в ООО «Чебоксарская типография № 1»
428019, г. Чебоксары, пр. И. Яковлева, 15
Тел.: (8352) 28-77-98, 57-01-87
Сайт: www.volga-print.ru

ISBN 978-5-9221-1555-1





c ФИЗМАТЛИТ, 2014


ISBN 978-5-9221-1555-1

c В. А. Алешкевич, 2014


ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

Р А З Д Е Л 1. ЗАРЯДЫ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
ЛЕКЦИЯ 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Электрический заряд (11). Элементарный электрический заряд (12).
Опыт Милликена (13). Структура протона и нейтрона (13). Сохранение
заряда (16). Электризация тел (16). Фундаментальные взаимодействия
в природе (18). Стандартная модель (19).

11

ЛЕКЦИЯ 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Закон Кулона (20). Принцип суперпозиции (21). Электроскоп (25). Электромагнитное поле (25). Напряженность электрического поля (26). Поле
системы зарядов (26). Теорема Гаусса–Остроградского (29). Экспериментальные основания закона Кулона (34). Дифференциальная форма теоремы Гаусса (35). Электрическое поле Земли (35). Электростатический
фильтр (36). Атомный силовой микроскоп (37).

20

ЛЕКЦИЯ 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Электрическое напряжение (40). Разность потенциалов (40). Потенциал (42). Локальная связь между напряженностью поля и потенциалом (45). Уравнение Пуассона (45). Однородное поле внутри заряженного шара (47). Электрометр (48). Электростатический генератор
Вимшурста (электрофорная машина) (50). Генератор Ван-де-Граафа (52).
Статическое электричество (54). Энергия системы зарядов (55).

40

Р А З Д Е Л 2. МЕТАЛЛЫ И ДИЭЛЕКТРИКИ
В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ
ЛЕКЦИЯ 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Поле в веществе (57). Электростатическая индукция в металлах (57).
Практическое применение электростатической индукции (63). Дипольный
момент проводящего шара во внешнем поле (64). Время установления
электростатического равновесия (65).
Диэлектрик в электростатическом поле (66). Вектор поляризации (67). Диэлектрическая проницаемость (67). Вектор поляризации и связанные заряды (68). Однородно
поляризованный шар (69). Фактор формы (69). Вектор индукции (70).

57

4

Оглавление

ЛЕКЦИЯ 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Граничные условия для векторов и  (72). Преломление линий напряженности и индукции (73). Поле в однородном диэлектрике (75). Силы,
действующие на диполь (76). Энергия диполя во внешнем поле (79).
Энергия поля (79). Поверхностные силы (81). Общая задача электростатики (84). Метод зеркальных отображений (86).

72

ЛЕКЦИЯ 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .