⚡ Фізика3 курс

Електродинаміка

Рівняння Максвелла, електромагнітні хвилі, випромінювання заряду та основи спеціальної теорії відносності

90
годин
7
модулів
3
курс
Загальна фізика, Матаналіз 3
передумови

Програма курсу

Модуль 1
Рівняння Максвелла
📚 10 тем · ⏱ 14 год
  • Закон Гауса для E: ∇·D = ρ_f
  • Відсутність магнітних монополів: ∇·B = 0
  • Закон Фарадея: ∇×E = −∂B/∂t
  • Закон Ампера-Максвелла: ∇×H = J + ∂D/∂t
  • Матеріальні рівняння: D=εE, B=μH, J=σE
  • Хвильове рівняння для E і B у вакуумі. c = 1/√(ε₀μ₀)
Модуль 2
Електростатика і магнетостатика
📚 8 тем · ⏱ 12 год
  • Потенціал точкового заряду. Мультипольний розклад
  • Метод зображень. Сферичний конденсатор
  • Вектор-потенціал A. Закон Біо-Савара
  • Магнітні диполь і мультипольний розклад поля
  • Магнітна енергія і індуктивність
Модуль 3
Електромагнітні хвилі у вакуумі
📚 10 тем · ⏱ 14 год
  • Плоска монохроматична хвиля. Поляризація. Поствектор
  • Вектор Пойнтінга: S = E×H. Енергія і потік енергії
  • Тиск світла. Імпульс ЕМ поля
  • Відбиття і заломлення хвиль. Формули Френеля
  • Повне внутрішнє відбиття. Хвилі в провідниках. Скін-ефект
Модуль 4
Хвилеводи і резонатори
📚 8 тем · ⏱ 12 год
  • ТЕ і ТМ моди у прямокутному хвилеводі
  • Коаксіальний кабель. ТЕМ мода
  • Порожнинний резонатор. Добротність Q
Модуль 5
Випромінювання
📚 8 тем · ⏱ 12 год
  • Потенціали Ліенара-Віхерта для рухомого заряду
  • Дипольне випромінювання: P = μ₀q²a²/(6πc)
  • Синхротронне випромінювання. Ефект Черенкова
  • Розсіювання ЕМ хвиль на вільному заряді (Томсон). Рілі і Мі
Модуль 6
Спеціальна теорія відносності
📚 10 тем · ⏱ 14 год
  • Постулати Ейнштейна. Перетворення Лоренца
  • Скорочення довжини, уповільнення часу, парадокс близнюків
  • Релятивістська кінематика. Чотиривектор. Метрика Мінковського
  • Релятивістська динаміка: E² = (mc²)² + (pc)²
  • Ковара формулювання електродинаміки. Тензор ЕМ поля
Модуль 7
ЕМ поле у середовищах
📚 8 тем · ⏱ 12 год
  • Поляризація і намагніченість. Граничні умови
  • Комплексна діелектрична проникність. Дисперсія
  • Плазма: плазмова частота, ленгмюрівські коливання

Рівняння Максвелла

Закон Гауса (E)
∇·D = ρ
Заряд є джерелом електричного поля
Закон Фарадея
∇×E = −∂B/∂t
Змінне B породжує E
Закон Ампера-Максвелла
∇×H = J + ∂D/∂t
Струм і змінне E породжують H
Відсутність монополів
∇·B = 0
Магнітні лінії завжди замкненні

Ресурси

📘
Ландау, Ліфшиць — Електродинаміка суц. сер.
Том 8 серії теоретичної фізики
📗
Griffiths — Introduction to Electrodynamics
Найпопулярніший англомовний підручник
🎥
MIT 8.03 Physics III: Waves
ЕМ хвилі та оптика (OCW)
🏫
Jackson — Classical Electrodynamics
Академічний курс (advanced)