Фейнмановские лекции по физике, том 4, Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М., 2020

Фейнмановские лекции по физике, Том 4, Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М., 2020.
 
   Американский физик Ричард Фейнман — один из величайших ученых XX века, лауреат Нобелевской премии по физике.
В свое время преподаватели Калифорнийского технологического университета задумались о том, как можно было бы перестроить курс физики, чтобы сделать его более занимательным и современным. Ричард Фейнман с энтузиазмом подхватил эту идею и согласился прочитать авторский двухгодичный курс лекций по общей физике, но только один раз. Университет, для которого это событие стало историческим, организовал запись лекций, и затем команда физиков подготовила издание в нескольких томах, которое и поныне считается одним из лучших вводных курсов по физике.
В настоящий том вошли лекции по электродинамике.




Механическая и электрическая энергии.
Теперь мы хотим пояснить, почему энергия Uмех, о которой говорилось в предыдущем параграфе, не настоящая энергия, связанная с постоянными токами, почему у нее нет прямой связи с полной энергией всей Вселенной. Правда, мы подчеркнули, что ею можно пользоваться как энергией, когда вычисляешь силы из принципа виртуальной работы, при условии, что ток в петле (и все прочие токи) не меняется. Посмотрим теперь, почему же все так выходит.

Представим, что петля на фиг. 15.2 движется в направлении +х, а ось z примем за направление В. Электроны проводимости на стороне 2 будут испытывать действие силы, толкающей их вдоль провода, в направлении у. Но в результате их движения по проводу течет электрический ток и имеется составляющая скорости vy в том же направлении, в котором действует сила. Поэтому над каждым электроном каждую секунду будет производиться работа Fyvy, где vy — компонента скорости электрона, направленная вдоль провода. Эту работу, совершаемую над электронами, мы назовем электрической. Оказывается, что когда петля движется в однородном поле, то полная электрическая работа равна нулю, потому что на одной части петли работа положительная, а на другой — равная ей отрицательная. Но при движении контура в неоднородном поле это не так — тогда остается какой-то чистый избыток одной работы над другой. Вообще-то эта работа стремится изменить поток электронов, но если он поддерживается неизменным, то энергия поглощается или высвобождается в батарейке или в другом источнике, сохраняющем ток постоянным. Вот именно эта энергия и не учитывалась, когда мы вычисляли Uмех в (15.9), потому что в наши расчеты входили только механические силы, действующие на провод.

Оглавление.
Глава 15. Векторный потенциал.
§1. Силы, действующие на петлю с током; энергия диполя.
§2. Механическая и электрическая энергия.
§3. Энергия постоянных токов.
§4. В или А?.
§5. Векторный потенциал и квантовая механика.
§6. Что истинно в статике, но ложно в динамике?.
Глава 16. Индуцированные токи.
§1. Моторы и генераторы.
§2. Трансформаторы и индуктивности.
§3. Силы, действующие на индуцируемые токи.
§4. Электротехника.
Глава 17. Законы индукции.
§1. Физика индукции.
§2. Исключения из «правила потока».
§3. Ускорение частицы в индуцированном электрическом поле; бетатрон.
§4. Парадокс.
§5. Генератор переменного тока.
§6. Взаимная индукция.
§7. Самоиндукция.
§8. Индуктивность и магнитная энергия.
Глава 18. Уравнения Максвелла.
§1. Уравнения Максвелла.
§2. Что дает добавка.
§3. Все о классической физике.
§4. Передвигающееся поле.
§5. Скорость света.
§6. Решение уравнений Максвелла; потенциалы и волновое уравнение.
Глава 19. Принцип наименьшего действия.
Добавление, сделанное после лекции.
Глава 20. Решения уравнений Максвелла в пустом пространстве.
§1. Волны в пустом пространстве; плоские волны.
§2. Трехмерные волны.
§3. Научное воображение.
§4. Сферические волны.
Глава 21. Решения уравнений Максвелла с токами и зарядами.
§1. Свет и электромагнитные волны.
§2. Сферические волны от точечного источника.
§3. Общее решение уравнения Максвелла.
§4. Поля колеблющегося диполя.
§5. Потенциалы движущегося заряда; общее решение Льенара и Вихерта.
§6. Потенциалы заряда, движущегося с постоянной скоростью; формула Лоренца.
Глава 22. Цепи переменного тока.
§1. Импедансы.
§2. Генераторы.
§3. Сети идеальных элементов; правила Кирхгофа.
§4. Эквивалентные контуры.
§5. Энергия.
§6. Лестничная сеть.
§7. Фильтры.
§8. Другие элементы цепи.
§1. Реальные элементы цепи.
§2. Конденсатор на больших частотах.
§3. Резонансная полость.
§4. Собственные колебания полости.
§5. Полости и резонансные контуры.
Глава 24. Волноводы.
§1. Передающая линия.
§2. Прямоугольный волновод.
§3. Граничная частота.
§4. Скорость волн в волноводе.
§5. Как наблюдать волны в волноводе.
§6. Сочленение волноводов.
§7. Типы волн в волноводе.
§8. Другой способ рассмотрения волн в волноводе.
Глава 25. Электродинамика в релятивистских обозначениях.
§1. Четырехвекторы.
§2. Скалярное произведение.
§3. Четырехмерный градиент.
§4. Электродинамика в четырехмерных обозначениях.
§5. Четырехмерный потенциал движущегося заряда.
§6. Инвариантность уравнений электродинамики.
Глава 26. Лоренцевы преобразования полей.
§1. Четырехмерный потенциал движущегося заряда.
§2. Поля точечного заряда, движущегося с постоянной скоростью.
§3. Релятивистское преобразование полей.
§4. Уравнения движения в релятивистских обозначениях.
Глава 27. Энергия поля и его импульс.
§1. Локальные законы сохранения.
§2. Сохранение энергии и электромагнитное поле.
§3. Плотность энергии и поток энергии в электромагнитном поле.
§4. Неопределенность энергии поля.
§5. Примеры потоков энергии.
§6. Импульс поля.
Глава 28. Электромагнитная масса.
§1. Энергия поля точечного заряда.
§2. Импульс поля движущегося заряда.
§3. Электромагнитная масса.
§4. С какой силой электрон действует сам на себя?.
§5. Попытки изменения теории Максвелла.
§6. Поле ядерных сил.
Глава 29. Движение зарядов в электрическом и магнитном полях.
§1. Движение в однородных электрическом и магнитном полях.
§2. Анализатор импульсов.
§3. Электростатическая линза.
§4. Магнитная линза.
§5. Электронный микроскоп.
§6. Стабилизирующие поля ускорителей.
§7. Фокусировка чередующимся градиентом.
§8. Движение в скрещенных электрическом и магнитном полях.

Купить .





Теги: учебник по физике :: физика :: Фейнман :: Лейтон :: Сэндс :: электродинамика