Электромагнетизм

Электрическое поле

1. Электрический заряд. Закон Кулона
2. Электрическое поле
3. Теорема Гаусса
4. Работа в электрическом поле. Потенциал
5. Проводники и диэлектрики в электрическом поле
6. Электроемкость. Конденсаторы
7. Энергия электрического поля

Постоянный электрический ток

1. Электрический ток. Закон Ома
2. Электрическое сопротивление проводников
3. Правила Кирхгофа для разветвленных цепей
4. Работа и мощность тока
5. Электрический ток в металлах
6. Электрический ток в полупроводниках
7. Электронно-дырочный переход. Транзистор
8. Электрический ток в электролитах
9. Явление сверхпроводимости

Магнитное поле

1. Магнитное взаимодействие токов
2. Закон Био-Савара. Теорема о циркуляции
3. Сила Лоренца
4. Магнитное поле в веществе
5. Электромагнитная индукция. Правило Ленца
6. Самоиндукция. Энергия магнитного поля

Цепи переменного тока

1. Квазистационарные процессы. RC- и RL-цепи
2. RLC-контур. Свободные колебания
3. Вынужденные колебания. Переменный ток
4. Закон Ома для цепи переменного тока. Мощность
5. Трансформаторы. Передача электрической энергии

Многие физические явления, наблюдаемые в природе и окружающей нас жизни, не могут быть объяснены на основе законов механики, молекулярно-кинетической теории и термодинамики. В этих явлениях проявляются силы, действующие между телами на расстоянии, причем эти силы не зависят от масс взаимодействующих тел и, следовательно, не являются гравитационными. В отличие от механических взаимодействий, где участниками физического процесса являются частицы вещества, массы, в электромагнитных взаимодействиях участвуют частицы эфира, не имеющие массы. Как в случае механических, так и электромагнитных взаимодействиях на расстоянии общим является то, что такие дистантные взаимодействия обеспечивают соответствующие физические поля, через которые передаются физические взаимодействия.

О существовании электромагнитных сил знали еще древние греки. Но систематическое, количественное изучение физических явлений, в которых проявляется электромагнитное взаимодействие тел, началось только в конце XVIII века. Трудами многих ученых в XIX веке завершилось создание стройной науки, изучающей электрические и магнитные явления. Эта наука, которая является одним из важнейших разделов физики, получила название электродинамики.

Основными объектами изучения в электродинамике являются электрические и магнитные поля, создаваемые электрическими зарядами и токами.

Колебательные и волновые процессы, изучаемые в различных разделах физики, проявляют удивительную общность закономерностей. Колебания груза на пружине и процессы в электрическом колебательном контуре, колебания столба воздуха в органной трубе и ход механических часов, распространение света и звуковых волн и т. д. – все эти явления протекают очень похожим образом. Однако, они имеют различную физическую природу. Чтобы решить, например, задачу о колебаниях груза на пружине, нужно знать законы динамики, решение задачи о колебаниях в электрическом контуре требует знания законов электродинамики. Но математические уравнения, описывающие процессы, происходящие в этих двух системах, оказываются одинаковыми. Аналогично обстоит дело и с волновыми процессами.

Общность колебательных и волновых закономерностей проявляется в общности математических уравнений, описывающих процессы различной физической природы.

Поэтому при изучении электромагнитных колебаний и волн полезно обращаться за аналогиями к разделу “Механические колебания и волны”.