Содержание предлагаемого пособия составляет третью часть лекционного курса по физике для студентов второго и третьего семестров обучения для физических направлений подготовки. Последовательность изложения электромагнетизма соответствует современным представлениям о логической структуре этого раздела физики. Отталкиваясь от основных экспериментальных фундаментальных законов, изучаемых в школьной программе, курс посвящен обобщению этих закономерностей в виде системы уравнений электромагнитного поля. Сохраняя традиционное последовательное изложение физических законов электромагнетизма, в курсе рассматривается ряд вопросов, посвященных современным достижениям в общей физике. Большое внимание уделяется примерам и приложениям экспериментальных и теоретических методов изучения и описания различных электрических и магнитных явлений. При создании учебного пособия использован многолетний опыт чтения общего курса физики на физических факультетах и институтах Санкт-Петербургского политехнического университета. Пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению бакалавриата 16.03.02 «Физика», 16.03.01 «Техническая физика», 11.03.04 «Электроника и наноэлектроника» и 03.03.07 «Прикладная математика и физика». Пособие может быть также использовано в качестве дополнительного учебного пособия для общетехнических образовательных программ будущими бакалаврами, обучающимися по другим физическим направлениям, начинающими преподавателями в системах повышения квалификации.

• СОДЕРЖАНИЕ
• ВВЕДЕНИЕ
• Глава1. ЭЛЕКТРОСТАТИКА В ВАКУУМЕ
• 1.1. Введение. Основные положения теории электромагнетизма
• 1.2. Основные законы электростатики в вакууме
• 1.2.1. Закон Кулона
• 1.2.2. Напряженность электрического поля
• 1.2.3. Примеры вычисления напряженностей полей
• 1.3. Теорема Гаусса
• 1.3.1. Поток вектора через поверхность
• 1.3.2. Поток вектора E через замкнутую поверхность
• 1.3.3. Применение теоремы Гаусса для расчета полей
• 1.4. Дифференциальная форма теоремы Гаусса
• 1.4.1. Дивергенция вектора E в декартовой системе координат
• 1.4.2. Теорема Остроградского-Гаусса
• 1.5. Работа сил электростатического поля. Циркуляция вектора
• 1.5.1. Работа электрического поля. Циркуляция вектора
• 1.5.2. Дифференциальная форма теоремы о циркуляции вектора
• 1.5.3. Теорема Стокса
• 1.6. Потенциал электростатического поля
• 1.6.1. Потенциал
• 1.6.2. Связь напряженности поля и потенциала. Уравнение Пуассона
• 1.6.3. Примеры вычисления потенциала
• 1.7. Потенциал и напряженность поля системы точечных зарядов
• 1.7.1. Потенциал и напряженность поля электрического диполя
• 1.7.2. Диполь во внешнем электрическом поле
• 1.7.3. Система зарядов на больших расстояниях
• Глава 2. ЭЛЕКТРОСТАТИКА В ВЕЩЕСТВЕ
• 2.1. Макро и микрополя в веществе
• 2.2. Поляризация диэлектриков
• 2.2.1. Типы диэлектриков
• 2.2.2. Вектор поляризации
• 2.2.3. Связь вектора поляризации с поверхностной плотностью заряда
• 2.2.4. Теорема Гаусса для вектора поляризации
• 2.3. Вектор электрической индукции
• 2.3.1. Вектор электрической индукции
• 2.3.2. Диэлектрическая проницаемость
• 2.4. Граничные условия
• 2.4.1. Граничные условия для нормальных составляющих
• 2.4.2. Граничные условия для тангенциальных составляющих
• 2.4.3. Закон преломления линий индукции
• 2.4.4. Примеры вычисления полей в диэлектриках
• 2.5. Проводники в электрическом поле
• 2.5.1. Проводники
• 2.5.2. Метод электрических изображений
• 2.5.3. Емкость проводников
• 2.5.4. Конденсаторы
• 2.6. Энергия электрического поля
• 2.6.1. Энергия системы зарядов
• 2.6.2. Энергия электрического поля
• 2.6.3. Примеры. Собственная энергия
• 2.6.4. Энергия электрического поля в диэлектриках
• 2.7. Силы в электрических полях
• 2.7.1. Пондеромоторные силы
• 2.7.2. Силы, действующие на поверхностные заряды
• 2.7.3. Определение пондеромоторных сил из энергии
• 2.8. Микроскопическая теория поляризации диэлектриков
• 2.8.1. Неполярные диэлектрики
• 2.8.2. Полярные диэлектрики
• 2.9. Пьезо и сегнетоэлектричество
• 2.9.1. Пьезоэлектрики
• 2.9.2. Сегнетоэлектрики
• Глава 3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
• 3.1. Уравнение непрерывности. Время релаксации
• 3.1.1. Ток и плотность тока. Опытные законы
• 3.1.2. Закон сохранения электрического заряда
• 3.1.3. Максвелловское время релаксации
• 3.1.4. Опыты Стюарта и Толмена
• 3.2. Классическая электронная теория проводимости
• 3.2.1. Модель проводника. Закон Ома
• 3.2.3. Закон Видемана - Франца. Недостатки классической теории
• 3.2.4. Электрические цепи. ЭДС. Законы Кирхгофа
• 3.3. Магнитное взаимодействие и магнитное поле движущихся зарядов
• 3.3.1.Экспериментальные факты. Магнитная индукция
• 3.3.2. Релятивистская природа магнитного поля
• 3.4. Сила Лоренца и закон Ампера
• 3.4.1.Сила Лоренца
• 3.4.2. Движение заряда в постоянном однородном магнитном поле
• 3.4.3. Взаимодействие токов. Закон Ампера
• 3.5. Поле движущегося заряда. Закон Био-Савара
• 3.5.1.Магнитное поле движущегося заряда
• 3.5.2. Магнитное поле тока
• 3.5.3. Примеры магнитных полей
• 3.5.4. О системах единиц
• 3.6. Поток и циркуляция вектора магнитной индукции
• 3.6.1.Поток вектора магнитной индукции
• 3.6.2. Циркуляция вектора магнитной индукции
• 3.6.3. Дифференциальная форма теоремы о циркуляции
• 3.6.4. Примеры вычисления магнитных полей
• 3.7. Векторный потенциал магнитостатического поля. Магнитныймомент
• 3.7.1.Векторный потенциал. Неоднозначность, калибровка и градиентная инвариантность
• 3.7.2. Пример однородного магнитного поля
• 3.7.3. Уравнение для векторного потенциала. Векторный потенциал токов
• 3.7.4. О физическом смысле векторного потенциала
• 3.7.5. Векторный потенциал и магнитное поле витка с током
• 3.8. Контур с током в магнитном поле
• 3.8.1. Контур с током в однородном магнитном поле
• 3.8.2. Контур с током в неоднородном магнитном поле
• 3.9. Магнитное поле в веществе
• 3.9.1.Магнитные моменты в веществе
• 3.9.2. Микро и макрополе. Вектор намагничивания
• 3.9.4. Напряженность магнитного поля
• 3.9.5. Магнитные восприимчивость и проницаемость вещества
• 3.10. Граничные условия для векторов магнитного поля
• 3.11. Гиромагнитные эффекты
• 3.11.1. Гиромагнитные отношения
• 3.11.2. Опыт Эйнштейна–де Гааза и эффект Барнетта
• 3.11.3. Опыт Штерна-Герлаха
• 3.12. Диамагнетизм
• 3.12.1. Ларморовская прецессия
• 3.12.2. Диамагнитная восприимчивость и проницаемость
• 3.13. Парамагнетизм
• 3.13.1.Магнитная восприимчивость
• 3.13.2. Намагничивание в сильных полях (или при малых температурах Т)
• 3.14. Ферромагнетизм
• 3.14.1.Свойства ферромагнетиков
• 3.14.2. Природа ферромагнетизма
• 3.14.3. Другие формы магнитного упорядочивания
• 3.15. Электропроводность в магнитном поле
• 3.15.1.Классический эффект Холла (1879 г.)
• 3.15.2. Двумерный ток. МДП структуры
• 3.15.3. Квантовый эффект Холла
• 3.16. Сверхпроводимость
• 3.16.1. Основные особенности сверхпроводящего состояния
• 3.16.2. Уравнение Лондонов
• 3.16.3. Объяснение сверхпроводимости
• Глава 4. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ И УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛЛА
• 4.1. Движущиеся проводники в магнитном поле
• 4.1.1. Работа магнитного поля при перемещении контура с током
• 4.2. Закон электромагнитной индукции
• 4.2.1. Закон Фарадея
• 4.2.2. Формулировка Максвелла
• 4.3. Взаимная индукция и самоиндукция
• 4.3.1. Взаимная индукция
• 4.3.2. Самоиндукция
• 4.3.3. Еще о потенциальной энергии и единицах измерения
• 4.4. Энергия магнитного поля
• 4.4.1.Об энергии взаимодействующих токов
• 4.4.2. Энергия магнитного поля соленоида
• 4.4.3. Энергия магнитного поля
• 4.5. Ток смещения
• 4.5.1. Противоречие с законом сохранения заряда
• 4.5.2. Ток смещения
• 4.6. Система уравнений Максвелла
• 4.6.1. Система уравнений Максвелла
• 4.6.2. Материальные уравнения
• 4.6.3. О магнитном заряде. Магнитный монополь
• 4.7. Векторный и скалярный потенциалы электромагнитного поля
• 4.7.1. Зависящие от времени потенциалы поля
• 4.7.2. Уравнения для потенциалов
• 4.8. Волновое уравнение
• 4.8.1. Волновое уравнение
• Дополнения