Н. Н. Федоров. Основы электродинамики

М.: "Высшая школа", 1980. - 399 с.

На главную страницу | Теоретическая физика

Титул

Предисловия

Список основных обозначений величин, использованных в книге

Глава 1. Интегральные уравнения электродинамики

§ 1.1. Место электродинамики среди технических дисциплин. Назначение электродинамики и основные этапы ее развития
§ 1.2. Система единиц. Закон Кулона. Вектор напряженности электрического поля Е. Разность потенциалов U. Теорема Гаусса для вакуума
§ 1.3. Теорема Гаусса для вещества. Вектор электрического смещения D. Первое материальное уравнение среды. Первое уравнение непрерывности
§ 1.4. Вектор магнитной индукции В. Связь вектора В с током
§ 1.5. Воздействие внешнего магнитного поля на вещество. Вектор напряженности магнитного поля Н. Закон полного тока. Второе материальное уравнение среды. Второе уравнение непрерывности
§ 1.6. Электрическая проводимость среды. Закон Ома в дифференциальной и интегральной формах. Сторонний электрический ток. Ток смещения. Обобщенный закон полного тока
§ 1.7. Теорема Гаусса для вещества в случае проводящей среды
§ 1.8. Закон электромагнитной индукции Фарадея. Сторонний магнитный ток. Магнитная проводимость среды. Закон электромагнитной индукции в расширенной форме. Перестановочная двойственность интегральных уравнений электродинамики
§ 1.9. Вид интегрального соотношения случае среды, обладающей магнитной проводимостью
§ 1.10. Комплексные амплитуды векторов поля, зарядов и токов. Уравнения электродинамики для комплексных амплитуд в интегральной форме. Интегральные уравнения электродинамики в случае спектральных сигналов

Глава 2. Дифференциальные уравнения электродинамики

§ 2.1. Теорема Остроградского-Гаусса. Теорема Стокса
§ 2.2. Переход от интегральных уравнений электродинамики к дифференциальным. Применение принципа перестановочной двойственности к дифференциальным уравнениям электродинамики
§ 2.3. Дифференциальные уравнения электродинамики в случае квазистатических и статических полей
§ 2.4. Несамостоятельность некоторых уравнений электродинамики

Глава 3. Основные законы электротехники как следствие уравнений электродинамики

§ 3.1. Вывод первого закона Кирхгофа на основании уравнений электродинамики
§ 3.2. Вывод второго закона Кирхгофа на основании уравнений электродинамики

Глава 4. Энергетические соотношения в электродинамике

§ 4.1. Теорема Пойнтинга для мгновенных значений векторов поля
§ 4.2. Теорема Пойнтинга для комплексных амплитуд векторов поля

Глава 5. Теорема единственности решения уравнений Максвелла

§ 5.1. Постановка вопроса
§ 5.2. Теорема единственности решения уравнений Максвелла для ограниченного объема
§ 5.3. Теорема единственности решения уравнений Максвелла для неограниченного объема

Глава 6. Волновые уравнения и уравнения Гельмгольца для векторов поля

§ 6.1. Постановка вопроса
§ 6.2. Волновые уравнения для векторов поля
§ 6.3. Уравнения Гельмгольца для векторов поля

Глава 7. Решение однородных уравнений Гельмгольца в простейшем случае однородной изотропной среды. Плоские волны

§ 7.1. Постановка вопроса
§ 7.2. Определение вида скалярных уравнений, соответствующих уравнениям Гельмгольца в декартовой системе координат
§ 7.3. Плоские волны
§ 7.4. Групповая скорость
§ 7.5. Распространение плоских волн в различных средах
§ 7.6. Поляризация плоских волн
§ 7.7. Ортогональность векторов Е(t) и Н(t)

Глава 8. Граничные условия для векторов поля

§ 8.1. Постановка вопроса
§ 8.2. Граничные условия для нормальных составляющих векторов поля
§ 8.3. Граничные условия для тангенциальных составляющих вектороеполя

Глава 9. Падение плоской волны на плоскую границу раздела двух сред как пример применения граничных условий при решении простейшей краевой задачи

§ 9.1. Постановка вопроса
§ 9.2. Вывод основных уравнений. Законы Снеллиуса. Коэффициенты отражения и преломления
§ 9.3. Угол полного преломления (угол Брюстера)
§ 9.4. Полное внутреннее отражение
§ 9.5. Падение плоской волны на плоскую границу раздела с идеальным металлом
§ 9.6. Падение плоской волны на границу раздела с реальным металлом
§ 9.7. Мощность потерь в реальном металле

Глава 10. Картины поля, возникающие у идеальной металлической плоскости при падении на нее плоской волны. Двухплоскостной волновод

§ 10.1. Постановка вопроса
§ 10.2. Случай первый. Вектор Е лежит в плоскости падения. Волны электрического типа
§ 10.3. Случай второй. Вектор Е перпендикулярен плоскости падения. Волны магнитного типа
§ 10.4. Двухплоскостной волновод

Глава 11. Общие сведения о волнах электрического и магнитного типов

§ 11.1. Постановка вопроса
§ 11.2. Система скалярных уравнений Максвелла в обобщенной ортогональной криволинейной системе координат
§ 11.3. Волны электрического и магнитного типов

Глава 12. Общие сведения о процессах в волноводах — реальных системах, канализирующих электромагнитное поле

§ 12.1. Постановка вопроса
§ 12.2. Основные сведения о процессах в волноводах быстрых волн
§ 12.3. Упрощение уравнений, связывающих поперечные составляющие поля с продольными, при использовании волноводов быстрых волн
§ 12.4. Основные сведения о процессах в волноводах медленных волн
§ 12.5. Основные сведения о процессах в волноводах, канализирующих волны типа Т

Глава 13. Прямоугольный волновод

§ 13.1. Решение основного уравнения для продольных составляющих поля в прямоугольном волноводе
§ 13.2. Волны электрического типа
§ 13.3. Волны магнитного типа
§ 13.4. Фазовая скорость, длина волны в волноводе, критическая длина волны, критическая частота. Волны основных типов в прямоугольном волноводе
§ 13.5. Условия существования волн различных типов в прямоугольном волноводе
§ 13.6. Определение картин поля в прямоугольном волноводе с помощью граничных условий у поверхности идеального металла
§ 13.7. Аналитический метод построения картин поля в прямоугольном волноводе

Глава 14. Круглый волновод

§ 14.1. Решение основного уравнения для продольных составляющих поля в круглом волноводе
§ 14.2. Волны электрического типа
§ 14.3. Волны магнитного типа
§ 14.4. Фазовая скорость, длина волны в волноводе, критическая длина волны. Волны основных типов в круглом волноводе
§ 14.5. Условия существования волн различных типов в круглом волноводе
§ 14.6. Картины поля в круглом волноводе

Глава 15. Круглый коаксиальный волновод

§ 15.1. Возможные типы волн в круглом коаксиальном волноводе
§ 15.2. Волны типа Т
§ 15.3. Волны электрического и магнитного типов

Глава 16. Бесконечно протяженная диэлектрическая пластина как пример волновода медленных волн

§ 16.1. Постановка вопроса
§ 16.2. Вывод основных соотношений
§ 16.3. Четные и нечетные волны. Определение трансцендентных уравнений для поперечных волновых чисел
§ 16.4. Решение трансцендентных уравнений и определение поперечных волновых чисел. Критические частоты в случае электрических волн различных типов
§ 16.5. Коэффициент замедления поверхностных волн
§ 16.6. Групповая скорость поверхностных волн
§ 16.7. Картины поля при использовании диэлектрической пластины в качестве замедляющей системы

Глава 17. Круглый диэлектрический волновод

§ 17.1. Постановка вопроса
§ 17.2. Вывод основного уравнения для продольных составляющих поля быстрой волны внутри круглого диэлектрического стержня и его решение
§ 17.3. Вывод основного уравнения для продольных составляющих поля медленной волны вне диэлектрического стержня и его решение
§ 17.4. Определение поперечных составляющих поля быстрой и медленной волн
§ 17.5. Определение поперечных волновых чисел g, р и продольного волнового числа h. Возможность раздельного существования волн электрического и магнитного типов

Глава 18. Круглый спиральный волновод

§ 18.1. Постановка вопроса
§ 18.2. Вывод основного уравнения для продольных составляющих поля медленной волны и его решение. Составляющие поля в спиральном волноводе
§ 18.3. Определение поперечного и продольного волновых чисел

Глава 19. Гребенчатый металлический волновод

§ 19.1. Постановка вопроса
§ 19.2. Вывод основного уравнения для продольной составляющей электрического поля в гребенчатом волноводе и его решение
§ 19.3. Определение поперечного и продольного волновых чисел

Глава 20. Затухание поля в реальных волноводах

§ 20.1. Постановка вопроса
§ 20.2. Вывод уравнений для мощностей, теряемых в металле и диэлектрике волновода. Определение коэффициентов затухания

Глава 21. Общие сведения об объемных резонаторах. Объемный резонатор, созданный на базе прямоугольного волновода быстрых волн

§ 21.1. Общие сведения об объемных резонаторах
§ 21.2. Вывод выражений для составляющих поля электрического типа в резонаторе, созданном на базе прямоугольного волновода быстрых волн
§ 21.3. Вывод выражений для составляющих поля магнитного типа в резонаторе, созданном на базе прямоугольного волновода быстрых волн
§ 21.4. Определение резонансной частоты и основных типов волн в случае волн электрического и магнитного типов в резонаторе, созданном на базе прямоугольного волновода быстрых волн
§ 21.5. Условия существования в резонаторе волн заданного типа
§ 21.6. Картины поля в прямоугольном резонаторе

Глава 22. Объемный резонатор, созданный на базе круглого волновода быстрых волн

§ 22.1. Вывод выражений для составляющих поля электрического типа в резонаторе, созданном на базе круглого волновода быстрых волн
§ 22.2. Вывод выражений для составляющих поля магнитного типа в резонаторе, созданном на базе круглого волновода быстрых волн
§ 22.3. Определение резонансной частоты и основных типов волн в случае волн электрического и магнитного типов в резонаторе, созданном на базе круглого волновода быстрых волн
§ 22.4. Условия существования в резонаторе волн заданного типа
§ 22.5. Картины поля в круглом резонаторе

Глава 23. Объемный резонатор, созданный на базе круглого коаксиального волновода

§ 23.1. Постановка вопроса
§ 23.2. Вывод выражений для составляющих поля в коаксиальном объемном резонаторе, работающем на волнах типа Т

Глава 24. Объемный резонатор, созданный на базе Н-образного металлодиэлектрического волновода медленных волн

§ 24.1. Постановка
§ 24.2. Вывод соотношений для составляющих поля магнитного типа в Н-образном металлодиэлектрическом волноводе медленных волн
§ 24.3. Определение составляющих поля в объемном резонаторе, созданном на базе Н-образного металлодиэлектрического волновода, в случае четных волн магнитного типа
§ 24.4. Определение поперечных волновых чисел g, р и резонансной частоты Н-образного металлодиэлектрического резонатора

Глава 25. Добротность объемных резонаторов

§ 25.1. Постановка вопроса
§ 25.2. Вывод общего выражения для добротности объемных резонаторов

Глава 26. Эквивалентные параметры объемных резонаторов

§ 26.1. Постановка вопроса
§ 26.2. Определение эквивалентных параметров объемных резонаторов

Глава 27. Потенциалы поля

§ 27.1. Постановка вопроса
§ 27.2. Исходные уравнения электродинамики для векторов поля с участием сторонних токов. Векторный электрический потенциал
§ 27.3. Векторный магнитный потенциал

Глава 28. Решение неоднородных уравнений Гельмгольца

§ 28.1. Постановка вопроса
§ 28.2. Разложение векторного уравнения Гельмгольца на скалярные. Решение однородного скалярного уравнения Гельмгольца в сферической системе координат
§ 28.3. Первая и вторая теоремы Грина
§ 28.4. Использование второй теоремы Грина с целью получения решения уравнения Гельмгольца для векторного электрического потенциала. Условия излучения
§ 28.5. Отыскание решения уравнения Гельмгольца для векторного магнитного потенциала

Глава 29. Элементарный электрический вибратор

§ 29.1. Постановка вопроса
§ 29.2. Определение векторного электрического потенциала в поле элементарного электрического вибратора
§ 29.3. Определение составляющих поля элементарного электрического вибратора
§ 29.4. Ближняя, промежуточная и дальняя зоны поля элементарного электрического вибратора
§ 29.5. Мощность, излучаемая элементарным электрическим вибратором в окружающее пространство. Сопротивление излучения
§ 29.6. Диаграмма направленности поля излучения элементарного электрического вибратора в дальней зоне

Глава 30. Элементарный магнитный вибратор

§ 30.1. Постановка вопроса
§ 30.2. Определение составляющих поля элементарного магнитного вибратора
§ 30.3. Физический аналог элементарного магнитного вибратора. Элементарный щелевой вибратор
§ 30.4. Мощность, излучаемая элементарным магнитным вибратором в окружающее пространство. Сопротивление излучения. Диаграмма направленности

Глава 31. Лемма Лоренца

§ 31.1. Постановка вопроса
§ 31.2. Вывод леммы Лоренца для ограниченного и неограниченного объемов
§ 31.3. Теорема взаимности для элементарных вибраторов как пример применения леммы Лоренца

Глава 32. Возбуждение электромагнитного поля в волноводах

§ 32.1. Постановка вопроса
§ 32.2. Общие принципы возбуждения в волноводах поля заданного типа
§ 32.3. Условия ортогональности волн в волноводах
§ 32.4. Определение амплитудных коэффициентов поля, возбужденного в волноводах заданной системой сторонних токов

Глава 33. Возбуждение электромагнитного поля в объемных резонаторах

§ 33.1. Постановка вопроса
§ 33.2. Условия ортогональности волн в объемных резонаторах
§ 33.3. Определение амплитудных коэффициентов поля, возбужденного в объемных резонаторах заданной системой сторонних токов

Глава 34. Распространение электромагнитных волн в анизотропных средах

§ 34.1. Постановка вопроса
§ 34.2. Вид тензоров диэлектрической и магнитной проницаемостей намагниченных плазмы и феррита
§ 34.3. Продольное распространение плоских волн в намагниченной ферритовой среде. Эффект Фарадея
§ 34.4. Поперечное распространение плоских волн в намагниченной ферритовой среде. Эффект Коттона-Мутона

Глава 35. Элементы теории дифракции электромагнитного поля

§ 35.1. Постановка вопроса
§ 35.2. Дифракция плоской волны на бесконечном идеально проводящем металлическом цилиндре
§ 35.3. Первая и вторая граничные задачи электродинамики и соответствующие им теоремы. Теорема эквивалентности
§ 35.4. Определение суммарного поля, создаваемого сторонними токами в случае присутствия в рассматриваемой части пространства дополнительных поверхностей. Формулы типа Гюйгенса-Кирхгофа
§ 35.5. Дифракция плоских волн на отверстии в бесконечно протяженном идеально проводящем экране

Глава 36. Принцип электродинамического подобия

§ 36.1. Постановка вопроса
§ 36.2. Математические условия электродинамического подобия

Глава 37. Некоторые вопросы взаимодействия электронов с электромагнитным полем

§ 37.1. Постановка вопроса
§ 37.2. Движение электрона в электромагнитном полеc
§ 37.3. Фиктивный угол пролета электронов
§ 37.4. Полный ток, возникающий между электродами
§ 37.5. Взаимодействие между электронным потоком и электрическим полем
§ 37.6. Возбуждение поля электронным пучком

Приложения

Приложение I. Элементы векторного анализа

§ I.1. Понятие о дивергенции и роторе векторной функции
§ I.2. Понятие о градиенте скалярной функции
§ I.3. Криволинейная ортогональная обобщенная система координат
§ I.4. Выражения для дивергенции, ротора и градиента в криволинейной ортогональной обобщенной системе координат
§ I.5. Выражения для дивергенции, ротора и градиента в конкретных системах координат
§ I.6. Некоторые векторные тождества
§ I.7. Выражения для ∇²U и ∇²a в криволинейной ортогональной обобщенной системе координат

Приложение II. Расчет коэффициентов затухания поля h′ в прямоугольных волноводах

§ II.1. Расчет коэффициентов затухания поля h′ в прямоугольных волноводах в случае волн магнитного типа
§ II.2. Расчет коэффициентов затухания поля h′ в прямоугольных волноводах в случае волн электрического типа
§ II.3. Расчет коэффициентов затухания поля h′ в круглых волноводах в случае волн магнитного типа
§ II.4. Расчет коэффициентов затухания поля h′ в круглых волноводах в случае волн электрического типа

Приложение III. Определение добротностей объемных резонаторов

§ III.1. Определение добротностей прямоугольных объемных резонаторов в случае волн магнитного типа
§ III.2. Определение добротностей прямоугольных объемных резонаторов в случае волн электрического типа
§ III.3. Определение добротностей цилиндрических объемных резонаторов в случае волн магнитного типа
§ III.4. Определение добротностей цилиндрических объемных резонаторов в случае волн электрического типа

Приложение IV. Примеры расчета амплитудных коэффициентов электромагнитных полей в волноводах и объемных резонаторах

§ IV.1. Пример расчета амплитудного коэффициента волны типа Н10 в прямоугольном волноводе
§ IV.2. Пример расчета амплитудного коэффициента волны типа Н101 в прямоугольном объемном резонаторе

Приложение V. Конкретные примеры применения принципа электродинамического подобия

Приложение VI. Расчет сопротивлений излучения возбуждающих устройств в волноводах. Расчет входных сопротивлений объемных резонаторов

§ VI.1. Расчет сопротивлений излучения возбуждающих устройств в волноводах
§ VI.2. Расчет входных сопротивлений объемных резонаторов

Приложение VII. Определение добротности нагруженных резонаторов

Приложение VIII. Расчет дифракционного поля плоской волны на прямоугольном отверстии в идеальном металлическом экране

Список рекомендуемой литературы

Содержание