Elektrodynamika klasyczna

Z Wikibooks, biblioteki wolnych podręczników.
Skocz do: nawigacja, szukaj
Informacja Książka wymaga poprawek językowych i stylistycznych.

Elektrodynamika klasyczna jest działem fizyki zajmującym się ładunkami i prądami elektrycznymi, a poprzez te wielkości wyprowadza natężenie pola elektrycznego i indukcji pola magnetycznego. Także zajmuje się opisem pól znajdujących się ogólnie w nieliniowym ośrodku. Bada zjawiska fal elektromagnetycznych tłumionych lub nie. Bada zjawiska promieniowania elektromagnetycznego pochodzące od zmiennych ładunków i prądów elektrycznych.

Spis treści[edytuj]

Elektrostatyka
  1. Prawo Coulomba
  2. Pole elektryczne punktowego ładunku Q
  3. Wypadkowe pole elektryczne
  4. Wypadkowe pole elektryczne dla ciągłego rozkładu ładunków
Różniczkowe i całkowe prawa dla elektrostatyki
  1. Strumień pola elektrostatycznego
  2. Całkowe prawo Gaussa
  3. Różniczkowe prawo Gaussa
  4. Całkowe prawo Stokesa
  5. Różniczkowe prawo Stokesa
  6. Rotacja natężenia pola elektrycznego dla ciągłego rozkładu ładunków
Pole skalarne
  1. Potencjał elektryczny
  2. Prawo Stokesa dla elektrostatyki a definicja pola elektrostatycznego poprzez potencjał
  3. Addytywność potencjału elektrycznego
  4. Równanie Poissona a równanie Laplace'a
  5. Praca podczas przesuwania ładunku próbnego
  6. Energia potencjalna ładunku q w polu ładunku Q
  7. Alternatywna definicja potencjału elektrycznego
  8. Potencjał dla ciągłego rozkładu ładunków
  9. Całkowita energia układu dyskretnego w wzajemnym polu elektrycznym
  10. Energia ciągłego rozkładu ładunku
  11. Łamanie superpozycji dla pola elektrycznego
Przewodniki
  1. Charakterystyka wewnątrz przewodnika
  2. Gęstość ładunku w wewnątrz przewodnika
  3. Ładunki indukowane
  4. Ładunki powierzchniowe
  5. Ładunki na nieskończenie dużej płaszczyźnie
  6. Kondesatory a natężenie pola elektrycznego wewnątrz i na zewnątrz kondensatora
  7. Pojemność elektryczna kondensatora
Rozwinięcia kwadrupolowe
  1. Dipol elektryczny
  2. Rozwinięcie multipolowe potencjału skalarnego
  3. Człon monopolowy i dipolowy w rozwinięciu multipolowym
  4. Natężenie pola elektrycznego dipola
Elementarne właściwości materii w polu elektrostatycznym
  1. Indukowany moment dipolowy w polu elektrostatycznym
  2. Całkowity moment sił oraz siła działające na dipol elektryczny w jednorodnym lub niejednorodnym polu elektrycznym
  3. Energia dowolnego dipola
  4. Wpływ pola elektrycznego na polaryzację dielektryka
Ciało spolaryzowane a jego pole
  1. Potencjał elektryczny ciała spolaryzowanego
  2. Pole indukcji elektrycznej
  3. Wektor indukcji elektrycznej a jego rotacja
  4. Energia związana z dielektrykami
  5. Warunki brzegowe na granicy między dielektrykami
  6. Dielektryki liniowe
    1. Dielektryki liniowe, podatność elektryczna i przenikalność elektryczna
    2. Warunki brzegowe dla dielektryków liniowych
  7. Ładunek a płaszczyzna z indukowanymi ładunkami
  8. Siły działające na dielektryk
Magnetostatyka
  1. Własności wielkości charakterystycznych pola w magnetostatyce
    1. Siły magnetyczne
    2. Siły Lorentza
    3. Czy siły magnetyczne wykonują pracę
    4. Objętościowa gęstość prądu
    5. Prądy objętościowe a siły magnetyczne
    6. Powierzchniowa gęstość prądu
    7. Prądy powierzchniowe a siły magnetyczne
    8. Zasada zachowania ładunku
Wektor indukcji magnetycznej
  1. Prawo Biota-Savarta
  2. Prawo Biota-Savarte zależne od prędkości źródła pola magnetycznego
  3. Prawo Biota-Savarte dla prądów powierzchniowych
  4. Prawo Biota-Savarte dla prądów objętościowych
  5. Różniczkowe prawo Gaussa dla pola magnetostatycznego
  6. Całkowe prawo Gausa dla pola magnetostatycznego
  7. Różniczkowe prawo Stokesa dla pola magnetostatycznego
  8. Całkowe prawo Stokesa dla pola magnetostatycznego
Magnetyczny potencjał wektorowy
  1. Potencjał wektorowy
  2. Prawo Gaussa a definicja potencjału wektorowego
  3. Potencjał wektorowy a prawo Biota-Savarta dla prądów liniowych
  4. Multipolowe rozwinięcie potencjału wektorowego
  5. Pole magnetyczne wokół dipola magnetycznego
  6. Warunki brzegowe dla układu dwóch substancji dla pola magnetostatycznego
Elementarne właściwości materii w polu magnetycznym
  1. Rodzaje magnetyków
    1. Diamagnetyki
    2. Paramagnetyki
    3. Ferromagnetyki
  2. Momenty sił i same siły działające na dipol magnetyczny
  3. Energia dowolnego dipola magnetycznego
  4. Orbity atomowe, a wpływ na niego w obecności pola magnetycznego
  5. Magnetyzacja substancji magnetycznych pod wpływem pola magnetycznego
Prądy związane z polem namagnesowanego ciała
  1. Prądy związane w namagnesowanej substancji pod wpływem pola magnetostatycznego
  2. Natężenie pola magnetycznego a prawo Ampere'a w materiałach magnetycznych
  3. Natężenie pola magnetycznego a prawo Gaussa
  4. Warunki brzegowe a substancje magnetyczne
  5. Ciała magnetyczne liniowe, podatność i przenikalność magnetyczna
Przewodnik z prądem elektrycznym
  1. Prawo Ohma
  2. Współczynnik przewodnictwa właściwego
  3. Definicja SEM-siły elektromotorycznej
  4. Reguła strumienia dla SEM przesuwającego się przewodnika w polu magnetycznym
Indukcja elektromagnetyczna
  1. Prawo Faraday'a
    1. Całkowe prawo Faraday
    2. Różniczkowe Prawo Faradaya
  2. Indukcyjność
    1. Indukcyjność wzajemna, wzór Neumanna
    2. Indukcyjność własna
      1. Prawo Faraday a indukcyjność własna
      2. Energia własna układu magnetycznego
  3. Energia układu z polem magnetycznym
Elektrodynamika Maxwella
  1. Równania elektrostatyki i magnetostatyki oraz prawo Faraday'a
  2. Zestaw równań dla dowolnego pola elektromagnetycznego w ogólności zmiennego
  3. Ładunek elektryczny i magnetyczny a prawa Maxwella
  4. Materia a różniczkowa postać równań elektrodynamiki Maxwella
  5. Ośrodek liniowy a postać różniczkowa równań Maxwella
  6. Materia a całkowa postać równań elektrodynamiki Maxwella
  7. Graniczne warunki brzegowe dla równań elektrodynamiki Maxwella dotyczące materii
Zasady zachowania a twierdzenia o właściwościach pola elektromagnetycznego
  1. Zasada zachowania ładunku elektrycznego, równanie ciągłości
  2. Twierdzenie Poyntinga, a energia pola elektromagnetycznego, wektor Poyntinga
  3. Tensor napięć Maxwella
  4. Zasada zachowania pędu a pole elektromagnetyczne
  5. Moment pędu pola elektromagnetycznego
Fale elektromagnetyczne w elektrodynamice Maxwella
  1. Fale elektromagnetyczne w ośrodku liniowym w tym próżni
    1. Równanie falowe pola elektrycznego
    2. Równanie falowe pola magnetycznego
    3. Prędkość fali pola elektromagnetycznego
    4. Propagacja fal elektromagnetycznych w ośrodku liniowym
  2. Monochromatyczna fala elektromagnetyczna płaska w ośrodku liniowym
  3. Energia oraz pęd pola elektromagnetycznego w szczególności w ośrodku liniowym lub próżni
    1. Natężenie i gęstość pędu fali elektromagnetycznej w próżni
    2. Natężenie fali elektromagnetycznej padającej pod pewnym kątem
  4. Promieniowanie elektromagnetyczne w ośrodku materialnym
    1. Padanie prostopadłe fali elektromagnetycznej na ośrodek, fala odbita i przechodząca
    2. Odbicie i załamanie fali elektromagnetycznej przy padaniu pod kątem
Absorpcja i dyspersja w materii
  1. Rozchodzenie się fal elektromagnetycznych w przewodnikach
    1. Równanie falowe fali elektromagnetycznej pola elektrycznego
    2. Równanie falowe fali elektromagnetycznej pola magnetycznego
    3. Równanie fali elektromagnetycznej płaskiej
  2. Odbicie fali elektromagnetycznej od powierzchni przewodzącej
  3. Zależność przenikalności elektrycznej w materii od częstości
Opis fal prowadzonych
  1. Opis ogólny fal prowadzonych w falowodach
    1. Rozwiązania pół elektrycznych i magnetycznych fali prowadzonej
    2. Równania różniczkowe rządzące falami prowadzonymi w falowodzie
    3. Współrzędne iksowe i igrekowe pola elekrycznego fali prowadzonej w falowodzie
    4. Współrzędne iksowe i igrekowe pola magnetycznego fali prowadzonej w falowodzie
    5. Współrzędne zetowe pola elektrycznego i magnetycznego fali prowadzonej w falowodzie
    6. Rozchodzenie się fal elektromagnetycznych w falowodzie
  2. Propagacja fal prowadzonych w falowodzie prostokątnym
    1. Fale prowadzone jako fala płaska rozchodząca się pod kątem
  3. Rozchodzenie się fal prowadzonych w koncentrycznej linii transmisyjnej
Pola skalarne i wektorowe a równania elektrodynamiki Maxwella
  1. Wprowadzenie do potencjałów - skalarnego i wektorowego
  2. Cechowania w magnetostatyce i elektrodynamice Maxwella
Rozkłady ciągłe gęstości ładunku i gęstości prądu objętościowego
  1. Pole potencjałów opóźnionych i przedwczesnych
  2. Równania Jefimienki
Rozkłady dyskretne ładunków punktowych
  1. Potencjał skalarny i wektorowy Liénarda-Wiecherta
    1. Położenie, prędkość oraz przyspieszenie w czasie opóźnionym w elektromagnetyzmie
    2. Skalarny potencjał pola elektromagnetycznego dla ładunku punktowego
    3. Wektorowy potencjał pola elektromagnetycznego dla ładunku punktowego
    4. Zestawienie wzorów na potencjał skalarny i wektorowy elektryczny
  2. Natężenie pole elektrycznego i indukcja pola magnetycznego dla poruszającego się ładunku punktowego
Promieniowanie elektromagnetyczne
  1. Promieniowanie pochodzące od dipola elektrycznego
  2. Promieniowanie pochodzące od dipola magnetycznego
  3. Promieniowanie elektromagnetyczne z dowolnego źródła
Promieniowanie od ładunków punktowych
  1. Pole prędkościowe, pole przyspieszone
  2. Moc promieniowania dla cząstki o prędkości niezerowej
Oddziaływanie promieniowania na materię
  1. Pole promieniowania a reakcja odrzutu przez tą samą cząstkę
  2. Wpływ reakcji promieniowania a jego fizyczne podstawy
Elektrodynamika relatywistyczna
  1. Gęstość ładunku, gęstość prądu- czterowektor gęstości prądu
  2. Tensorowe równanie ciągłości
  3. Tensory w elektrodynamice pól elektromagnetycznych
    1. Tensor pola elektromagnetycznego dla próżni
    2. Tensor pola elektromagnetycznego dla materii
    3. Tensor dualny pola magnetycznego dla próżni i materii
  4. Tensorowe równania Maxwella
    1. Tensorowe równania Maxwella dla próżni
    2. Tensorowe równania Maxwella dla materii
    3. Tensor pola elektromagnetycznego poprzez czteropotencjał
  5. Tensorowe równania Maxwella a zgodność z teorią względności
    1. Tensorowe równania Maxwella, a zgodność z teorią względności dla próżni
    2. Tensorowe równania Maxwella, a zgodność z teorią względności dla materii
    3. Tensorowy charakter czteropotencjału, a tensor pola elektromagnetycznego
  6. Tensorowe cechowanie Lorentza
  7. Tensorowe równania Maxwella a czteropotencjał i czteroprąd
  8. Czterowektor siły w elektrodynamice
  9. Transformacje pól magnetycznych i elektrycznych
    1. Transformacje natężenia pola elektrycznego i indukcji pola magnetycznego
    2. Transformacje indukcji pola elektrycznego i natężenia pola magnetycznego
  10. Ważniejsza tożsamość elektrodynamiki klasycznej
Zasada wariacyjna w elektromagnetyzmie
  1. Zasada wariacyjna a równania tensorowe elektromagnetyzmu z definicją czteroprądu
  2. Równania ruchu w polu elektromagnetycznym według rachunku wariacyjnego
  3. Lagrangian relatywistyczny cząstki w przybliżeniu małych prędkości
  4. Relatywistyczny hamiltonian w polu elektromagnetycznym
  5. Lagrangian a czterowektor potencjału i różniczki zmiany położenia cząstki w czasoprzestrzeni
  6. Równanie ruchu w czteroprzestrzeni Minkowskiego

Bibliografia[edytuj]

Licencja[edytuj]

Autor: Mirosław Makowiecki

Absolwent UMCS Fizyki Komputerowej Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie

Email: miroslaw.makowiecki@gmail.com

Dotyczy: tej strony i jej podstron powiązanych ze sobą.

Użytkownika tej strony i jej podstron nie zwalnia z odpowiedzialności prawnoautorskiej nieprzeczytanie warunków licencjonowania.

Licencja: Creative Commons: uznanie autorstwa oraz miejsca pochodzenia książki i jej jakikolwiek części