„Обща физика. Електромагнетизъм" - курс 2800 rub. от MSU, обучение 15 седмици. (4 месеца), Дата: 5 декември 2023 г.
разни / / December 08, 2023
Лекция 1. Електромагнитното взаимодействие и неговото място сред другите взаимодействия в природата. Развитие на физиката на електричеството в произведенията на М. В. Ломоносов. Електрически заряд. Микроскопични носители на заряд. Опитът на Миликан. Закон за запазване на електрическия заряд. Електростатика. Законът на Кулон и полевата му интерпретация. Вектор на напрегнатост на електрическото поле. Принципът на суперпозиция на електрическите полета.
Лекция 1. Векторен поток на напрегнатост на електрическото поле. Електростатична теорема на Остроградски–Гаус, нейното представяне в диференциална форма. Потенциал на електростатичното поле. потенциал. Нормализиране на потенциала. Връзка между вектора на напрегнатостта на електростатичното поле и потенциала. Работа на силите на електростатичното поле. Потенциал на системата за зареждане.
Лекция 3. Циркулация на вектора на напрегнатост на електрическото поле. Теоремата за циркулацията, нейното представяне в диференциална форма. Уравнения на Поасон и Лаплас. Електрически дипол. Потенциал и напрегнатост на полето на дипол.
Лекция 4. Проводници в електростатично поле. Електростатична индукция. Сила на полето на повърхността и вътре в проводника. Разпределение на заряда по повърхността на проводника. Електростатична защита. Връзка между заряд и потенциал на проводник. Електрически капацитет. Кондензатори. Капацитет на плоски, сферични и цилиндрични кондензатори. Проводяща топка в еднородно електростатично поле.
Лекция 5. Диелектрици. Безплатни и обвързани такси. Вектор на поляризация. Връзка между поляризационния вектор и свързаните заряди. Вектор на електрическа индукция в диелектрик. Диелектрична чувствителност и диелектрична константа и вещества. Материално уравнение за вектори на електрическо поле. Теорема на Остроградски-Гаус за диелектрици. Нейната диференциална форма. Гранични условия за вектори на напрежение и електрическа индукция. Диелектрична топка в еднородно електрическо поле.
Лекция 6. Енергия на система от електрически заряди. Енергия на взаимодействие и собствена енергия. Енергия на електростатичното поле и неговата обемна плътност. Енергия на електрически дипол във външно поле. Пондеромоторни сили в електрично поле и методи за тяхното изчисляване. Връзка между пондеромоторните сили и енергията на зарядовата система.
Лекция 7. Електронна теория на поляризацията на диелектриците. Местно поле. Неполярни диелектрици. Формула на Клаузиус-Мосоти. Полярни диелектрици. Функция Ланжевен. Поляризация на йонни кристали. Електрически свойства на кристалите. Пироелектрици. Пиезоелектрици. Пряк и обратен пиезоелектричен ефект и тяхното приложение. Сегнетоелектрици. Домейнна структура на сегнетоелектрици. Хистерезис. Точка на Кюри. Приложение на сегнетоелектриците.
Лекция 8. Постоянен електрически ток. Сила и плътност на тока. Текущи редове. Електрическо поле в проводник с ток и неговите източници. Уравнение на непрекъснатост. Условие токът да е неподвижен. Електрическо напрежение. Закон на Ом за участък от верига. Електрическо съпротивление. Законът на Ом в диференциална форма. Специфична електрическа проводимост на вещество.
Лекция 9. Токове в непрекъснати среди. Заземяване. DC работа и мощност. Закон на Джаул-Ленц и неговата диференциална форма. Външни сили. Електродвижеща сила. Закон на Ом за затворена верига. Разклонени вериги. Правилата на Кирхоф. Примери за тяхното приложение.
Лекция 10. Магнитостатика. Взаимодействие на токовете. Текущ елемент. Законът на Био-Савар-Лаплас и неговата полева интерпретация. Вектор на индукция на магнитното поле. Ефектът на магнитното поле върху тока. Закон на Ампер. Теорема за циркулацията на вектора на индукция на магнитното поле. Диференциална форма на циркулационната теорема. Вихров характер на магнитното поле. Уравнението е div B = 0. Концепцията за векторен потенциал. Релативистка природа на магнитните взаимодействия.
Лекция 11. Елементарен ток и неговият магнитен момент. Магнитно поле на елементарен ток. Елементарен ток в магнитно поле. Магнитно поле на движещ се заряд. Взаимодействие на движещи се заряди. Сила на Лоренц. Ефект на Хол.
Лекция 12. Векторен поток на магнитна индукция (магнитен поток). Коефициент на самоиндукция (индуктивност). Коефициентът на взаимна индукция на две вериги. Функция потенциален ток. Сили, действащи върху тоководеща верига. Взаимодействие на две вериги с ток.
Лекция 13. Електромагнитна индукция. Законът на Фарадей за електромагнитната индукция и неговата диференциална форма. Правилото на Ленц. Индукционни методи за измерване на магнитни полета. Токи Фуко. Феноменът на самоиндукцията. Допълнителни токове на затваряне и прекъсване. Магнитна енергия на тока. Магнитна енергия на система от токови вериги. Енергия на магнитното поле и неговата обемна плътност.
Лекция 14. Магнетици. Концепцията за молекулярните токове. Векторът на намагнитване на веществото и връзката му с молекулните токове. Вектор на напрегнатост на магнитното поле. Магнитна проницаемост и магнитна чувствителност на веществото. Материално уравнение за вектори на магнитно поле. Гранични условия за вектори на напрегнатост и индукция на магнитното поле. Магнитна защита. Влиянието на формата на магнита върху неговото намагнитване.
Лекция 15. Класификация на магнитните материали. Диамагнетици, парамагнетици и феромагнетици. Класическо описание на диамагнетизма. Прецесия на Лармор. Парамагнетизъм. Теорията на Ланжевен. Микроскопични носители на магнетизъм. Магнито-механичен експеримент на Айнщайн-де-Хаас. Механомагнитен експеримент на Барнет. Жиромагнитно съотношение.
Лекция 16. Феромагнетици. Спонтанно намагнитване и температура на Кюри. Домейн структура. Хистерезис на намагнитване, крива на Столетов. Остатъчна индукция и коерцитивна сила. Температурна зависимост на намагнитването. Силите, действащи върху магнитите в магнитно поле.
Лекция 17. Квазистационарни течения. Условия за квазистационарност. Преходни процеси в RC и LC вериги. Електромагнитни вибрации. Осцилаторна верига. Естествени вибрации във верига. Уравнение на хармоничните вибрации. Енергия, съхранявана във веригата. Затихващи трептения. Индекс на затихване. Време за релаксация. Логаритмичен декремент на затихване. Фактор на качеството на контура. Трептения в свързани вериги. Частични трептения и техните честоти. Нормални вибрации (режими).
Лекция 18. Принудени трептения във веригата. Процесът на установяване на принудени трептения. Променлив синусоидален ток. Активно, капацитивно и индуктивно съпротивление. Импеданс. Закон на Ом за вериги с променлив ток. Метод на векторната диаграма и метод на комплексната амплитуда.
Лекция 19. Резонанс на напрежението. Напрежения и токове при резонанс. Ширина на резонансната крива. Резонанс на токове. Правилата на Кирхоф за вериги с променлив ток. AC работа и захранване. Ефективни стойности на тока и напрежението.
Лекция 20. Техническо приложение на променливите токове. Генератори и електродвигатели. Трифазен ток. Получаване и използване на въртящо се магнитно поле. Свързване на намотки звезда и триъгълник. Фазови и линейни напрежения. Трансформатор. Принцип на действие, устройство, приложение. Коефициент на трансформация. Ролята на ядрото.
Лекция 21. Високочестотни токове. Скин ефект. Дебелина на кожния слой. Системата от уравнения на Максуел като обобщение на експериментални данни. Ток на проводимост и ток на изместване. Взаимни трансформации на електрически и магнитни полета. Електромагнитни вълни. Вълново уравнение. Вектор на Умов-Пойнтинг. Скоростта на разпространение на електромагнитните вълни.
Лекция 22. Класическа теория на електронната проводимост на Друде – Лоренц. Опитът на Толман и Стюарт. Законите на Ом, Джаул-Ленц и Видеман-Франц. Ограничения на класическата електронна теория. Концепцията за лентовата теория на твърдите тела. Енергийни нива и формиране на енергийни зони. Принципът на Паули. Статистика на Ферми-Дирак. Характеристики на зонната структура на диелектрици, полупроводници и метали. Обяснение на проводимостта на твърдите тела с помощта на лентовата теория.
Лекция 23. полупроводници. Собствена и примесна проводимост на полупроводниците. P- и n-тип полупроводници, pn преход. Приложения на полупроводниците: полупроводникови диоди, транзистори, фотодиоди, фоторезистори. Контактни явления. Контактна потенциална разлика. Термоелектричество. Термодвижеща сила. Термодвойки. Ефект на Пелтие. Феноменът на Томсън. Свръхпроводимост. Основни свойства на свръхпроводниците. Магнитна индукция вътре в свръхпроводник. Ефект на Майснер. Критично поле. Високотемпературна свръхпроводимост. Приложение на свръхпроводниците.
Курс „Парни турбини на АЕЦ. Част 1. Теория на топлинния процес" има за цел да получи систематични знания за принципа на действие, структурата и теорията на топлинния процес многостъпални парни турбини на наситена пара на атомни електроцентрали и формиране на умения и способности за извършване на стандартни термични изчисления на турбина стъпки.
4,2