Электромагнитные явления

ОГЛАВЛЕНИЕ

Электромагнитные явления. 7

Лекция 1. 7

1.1. Явление электромагнитной индукции. 7

1.1.1 Опыты Фарадея. 7

1.1.2. Закон электромагнитной индукции Фарадея. 8

1.1.3. Природа сторонних сил. 8

1.1.4. Правило Ленца. 10

1.1.5. Токи Фуко. 11

Вопросы и задания для самоконтроля к лекции 1. 12

Лекция 2. 13

1.2. Явление самоиндукции. 13

1.2.1. Индуктивность контура. Индуктивность соленоида. 13

1.2.2. ЭДС самоиндукции. Правило Ленца. 14

1.2.3. Зависимость силы тока от времени при размыкании и замыкании цепи 15

1.2.4. Энергия магнитного поля контура с током. Объемная плотность энергии магнитного поля. 16

Вопросы и задания для самоконтроля к лекции 2. 17

Колебания и волны.. 19

Лекция 3. 19

2.1. Классификация колебаний. 19

2.2. Незатухающие механические колебания. 20

2.2.1.Условия возникновения колебаний. 20

2.2.2. Уравнение незатухающих гармонических колебаний. Основные характеристики незатухающих колебаний. 21

2.3. Затухающие колебания. 24

2.3.1. Уравнение затухающих колебаний. 24

2.3.2. Основные характеристики затухающих колебаний. 26

2.4. Вынужденные механические колебания. 27

2.4.1. Уравнение вынужденных механических колебаний. 27

2.4.2. Механический резонанс. 28

Вопросы и задания для самоконтроля к лекции 3. 29

Лекция 4. 31

2.5. Сложение гармонических колебаний. 31

2.5.1. Диаграмма вектора амплитуды. Сложение гармонических колебаний одного направления и одинаковой частоты.. 31

2.5.2. Биения. 33

2.5.3. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу 35

Вопросы и задания для самоконтроля к лекции 4. 37

Лекция 5. 38

2.6. Свободные незатухающие электромагнитные колебания. 38

2.6.1. Условия возникновения колебаний. 38

2.6.2. Уравнения незатухающих электромагнитных колебаний. 39

2.7. Затухающие электромагнитные колебания . 41

2.7.1. Уравнение затухающих электромагнитных колебаний. 41

2.7.2. Характеристики затухающих электромагнитных колебаний. 43

Вопросы и задания для самоконтроля к лекции 5. 45

Лекция 6. 46

2.8. Волны в упругой среде. 46

2.8.1. Основные характеристики волн. 47

2.8.2. Уравнение плоской механической волны. 48

2.8.3. Волновое уравнение. 49

Вопросы и задания для самоконтроля к лекции 6. 50

Лекция 7. 51

2.9. Электромагнитные волны.. 51

2.9.1. Основные свойства электромагнитных волн. Волновое уравнение 51

2.9.2. Объемная плотность энергии ЭМВ. Поток энергии. Вектор Умова – Пойнтинга. 55

Вопросы и задания для самоконтроля к лекции 7. 56

Волновая оптика. 57

Лекция 8. 57

3.1. Понятие световая волна и световой вектор. 57

3.2. Интерференция света. 57

3.2.1. Оптическая длина пути и оптическая разность хода. Условия максимума и минимума интенсивности света. 59

3.2.2. Расчет интерференционной картины от двух когерентных источников света (опыт Юнга) 61

Вопросы и задания для самоконтроля к лекции 8. 63

Лекция 9. 64

3.2.3. Интерференция в тонких пленках. 64

3.2.4. Полосы равной толщины (клин, кольца Ньютона) и полосы равного наклона. 66

3.2.5. Практическое применение интерференции света. 69

Вопросы и задания для самоконтроля к лекции 9. 71

Лекция 10. 72

3.3. Дифракция. 72

3.3.1. Метод зон Френеля. 73

3.3.2. Дифракция Френеля на диске. 76

3.3.4. Амплитудная и фазовая зонные пластинки. 78

Вопросы и задания для самоконтроля к лекции 10. 79

Лекция 11. 80

3.3.5. Дифракция в параллельных лучах на одной щели. 80

3.3.6 Дифракция на дифракционной решетке. 82

Вопросы и задания для самоконтроля к лекции 11. 85

Квантовая оптика. 86

Лекция 12. 86

4.1. Тепловое излучение. 86

4.1.1. Характеристики, вводимые для описания теплового
излучения. 86

4.1.3. Экспериментальные законы теплового излучения а.ч.т. 89

4.1.4. Объяснение закономерностей теплового излучения а.ч.т. 91

Вопросы и задания для самоконтроля к лекции 12. 94

Лекция 13. 95

4.2. Внешний фотоэффект. 95

4.2.1. Вольт-амперная характеристика, ее основные
закономерности. 95

4.2.2. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. 97

4.2.4. Зависимость задерживающего напряжения от частоты. 100

4.3. Эффект Комптона. 101

4.4. Природа электромагнитного излучения. Корпускулярно-волновой дуализм. 103

Вопросы и задания для самоконтроля к лекции 13. 104

Элементы квантовой механики. 106

Лекция 14. 106

5.1. Гипотеза де Бройля. Опыты, подтверждающие волновые свойства микрочастиц. 106

5.2. Соотношения неопределенностей Гейзенберга. 109

5.2.1. Соотношения неопределенностей как проявление волновых свойств 109

5.2.2. Условия применимости классической механики для описания движения микрочастиц. 111

5.3. Волновая функция. Стандартные условия. 113

Вопросы и задания для самоконтроля к лекции 14. 114

Лекция 15. 115

5.4. Уравнение Шредингера. 115

5.4.1. Микрочастица в бесконечно глубокой прямоугольной потенциальной яме. 116

5.4.2. Туннельный эффект. 120

Вопросы и задания для самоконтроля к лекции 15. 123

Основы физики атомного ядра. 124

Лекция 16. 124

6.1. Строение и состав атомного ядра. 124

6.1.1.Характеристики атомного ядра. 124

6.1.2. Ядерные силы. Свойства ядерных сил. 125

6.2. Ядерные реакции. 128

6.3. Явление радиоактивности. 129

6.3.1. Виды радиоактивного распада ядер. 129

6.3.2. Основной закон радиоактивного распада. Активность радиоактивного вещества. 130

Вопросы и задания для самоконтроля к лекции 16. 132

Библиографический список. 133

Электромагнитные явления

Лекция 1

Основные понятия и законы, которые должны быть освоены в ходе лекции: электромагнитная индукция, ЭДС индукции, закон Фарадея, сила индукционного тока, правило Ленца, вихревое электрическое поле.