Тема 4.5 Электромагнитные волны

Программа по курсу физики (ч. II)

Уч. год, группы ПЕ-01, ПЕ-01б, ПЕ-01с

 

Раздел 3 Электричество и магнетизм

Тема 3.3 Электромагнетизм

Естественные магниты. Взаимодействие проводников с током. Магнитное поле и его характеристики: индукция, напряженность, силовые линии. Вихревой характер магнитного поля. Методы расчета магнитных полей. Закон Био - Савара - Лапласа. Принцип суперпозиции. Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции. Теорема Гаусса для магнитных полей. Действие магнитного поля на проводник с током и движущийся заряд. Сила Ампера. Сила Лоренца. Ускорители частиц. Магнитный момент контура с током. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле. Магнитное поле в веществе. Классификация магнетиков. Магнитное поле Земли. Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Индуктивность. Взаимная индукция. Энергия магнитного поля.

Тема 3.4 Основы теории Максвелла

Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной форме. Скорость распространения электромагнитных возмущений в вакууме и среде.

Раздел 4. Колебания и волны

Тема 4.1 Механические колебания

Общие сведения о колебаниях. Характеристики колебаний: амплитуда, фаза, частота, период. Свободные гармонические колебания. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний и его решение. Смещение, скорость и ускорение материальной точки при гармонических колебаниях и их графики. Энергия гармонического колебания. Кинетическая и потенциальная энергия колеблющейся точки. Математический, пружинный и физический маятники. Простая колебательная система при наличии трения. Затухающие колебания. Дифференциальное уравнение и его решение. Характеристики затухающих колебаний: коэффициент затухания, логарифмический декремент затухания, добротность, время релаксации. Энергия затухающих колебаний. Вынужденные колебания. Дифференциальное уравнение и его решение. Зависимость амплитуды и фазы вынужденных колебаний от частоты внешнего воздействия. Резонанс. Графическое изображение гармонических колебаний. Сложение гармонических колебаний одного направления и одной частоты. Биения. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Уравнение траектории движущейся точки. Фигуры Лиссажу.

Тема 4.2 Электромагнитные колебания

Идеальный колебательный контур. Свободные электромагнитные колебания. Дифференциальное уравнение и его решение для заряда и тока. Зависимость частоты и периода колебаний от параметров контура. Сдвиг фаз между колебаниями тока и напряжения. Энергия колебательного контура. Взаимное превращение полей и энергий при колебаниях в контуре. Затухающие электромагнитные колебания. Дифференциальное уравнение и его решение. Характеристики затухающих электромагнитных колебаний. Открытый колебательный контур. Вынужденные электромагнитные колебания.

Тема 4.3 Механические волны

Распространение колебаний в упругой среде (волновое движение). Уравнения плоской и сферической волн. Уравнение плоской волны, распространяющейся в произвольном направлении. Волновое уравнение и его решение. Продольные и поперечные волны. Волновая поверхность, фронт волны, скорость распространения волн, длина волны, волновой вектор. Энергия бегущих волн. Вектор Умова. Принцип суперпозиции волн. Когерентность. Интерференция и дифракция волн. Стоячие волны. Эффект Доплера. Отражение и преломление волн.

Тема 4.4 Звук

Звуковые волны. Скорость звуковых волн в газах. Шкала уровней звука. Интенсивность и громкость звука. Эффект Доплера в акустике. Ультразвук и его применение.

Тема 4.5 Электромагнитные волны

Генерация электромагнитных волн. Свойства электромагнитных волн. Электромагнитные волны и уравнения Максвелла. Скорость распространения электромагнитных волн. Перенос энергии электромагнитными волнами. Вектор Умова - Пойтинга. Давление электромагнитных волн. Шкала электромагнитных волн.

Раздел 5. Оптика