Электромагнитная индукция. Электромагнитные волны

Вопросы к экзамену по физике для специальностей АиАХ, В, ДПМ, ЛК, ПТМ

Электростатика

1.1. Характеристики электростатического поля (напряженность и потенциал). Силовые линии. Эквипотенциальные поверхности. Связь между напряженностью и потенциалом. Теорема Остроградского-Гаусса для электростатического поля в вакууме и ее применение. Движение заряженных частиц в однородном электростатическом поле.

1.2. Дипольные моменты молекул диэлектриков. Диполь в электрическом поле. Поляризация диэлектриков. Поляризованность диэлектрика и ее физический смысл. Диэлектрическая восприимчивость. Зависимость диэлектрической восприимчивости от температуры. Электрическая индукция. Теорема Остроградского-Гаусса для электростатического поля в среде. Сегнетоэлектрики. Пьезоэлектрики.

1.3. Проводники в электростатическом поле. Электроемкость уединенного проводника. Взаимная емкость. Конденсаторы. Энергия системы зарядов. Энергия заряженного проводника. Энергия заряженного конденсатора. Энергия электрического поля.

Электрический ток

Электрический ток. Сила и плотность электрического тока. Электродвижущая сила. Закон Ома в дифференциальной форме для однородного проводника. Электропроводность металлов и полупроводников, ее зависимость от температуры в рамках классической теории. Понятие о сверхпроводимости (теория БКШ, куперовская пара, разрушение сверхпроводящего состояния). Закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной форме. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Правила Кирхгофа для разветвленных цепей.

Магнитное поле в вакууме (1) и веществе (2)

3.1. Магнитное поле. Магнитная индукция и способы ее определения. Силовые линии магнитного поля. Сила Лоренца. Траектории заряженной частицы в магнитном поле и параметры траекторий – радиус, период обращения, шаг. Эффект Холла. Закон Ампера. Магнитное поле проводника с током, закон Био-Савара-Лапласа. Частные случаи. Напряженность магнитного поля, ее связь с магнитной индукцией. Взаимодействие двух бесконечно длинных прямых проводников с током. Магнитный момент контура с током. Действие магнитного поля на контур с током. Поток вектора магнитной индукции. Теорема Гаусса для магнитного поля в вакууме. Закон полного тока для магнитного поля в вакууме (теорема о циркуляции вектора Н). Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле. Работа по перемещению контура с током в магнитном поле. Сравнение электрического и магнитного полей.

3.2. Магнитный момент электрона. Спин. Магнитный момент атома. Магнитные моменты атомов диа-, пара- и ферромагнетиков. Намагниченность. Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость. Закон полного тока для магнитного поля в веществе (теорема о циркуляции вектора В). Диамагнетизм, диамагнетики. Парамагнетизм, парамагнетики, закон Кюри. Ферромагнетики, природа ферромагнетизма. Намагничивание ферромагнетика, гистерезис. Поведение доменной структуры ферромагнетика при повышении температуры в слабых магнитных полях. Температура Кюри. Особенности ферромагнетиков, их применение.

Электромагнитная индукция. Электромагнитные волны

4.1. Основной закон электромагнитной индукции. Природа ЭДС индукции. Правило Ленца. ЭДС на концах проводника, движущегося в магнитном поле. Вихревые токи, скин-эффект. Индуктивность. Самоиндукция. Взаимная индукция. Экстратоки замыкания и размыкания. Энергия магнитного поля.

4.2. Теория Максвелла – теория электромагнитного поля. Первое уравнение Максвелла и его смысл. Ток смещения, второе уравнение Максвелла и его смысл. Третье и четвертое уравнения Максвелла, их смысл. Полная система уравнений Максвелла. Электромагнитные волны, их свойства. Характеристики электромагнитных волн. Шкала электромагнитных волн.