Обучение

Данный курс даёт фундаментальные знания в области теоретической физики, касающиеся электромагнитных явлений, процессов и взаимодействий.

В результате изучения дисциплины студенты получают знания о законах распространения электромагнитных волн в изотропных и анизотропных средах, в волноведущих структурах; приобретают навыки практического расчёта электромагнитных полей, возбуждаемых различными источниками.

Изучивший курс электродинамики студент знает основные понятия, законы и уравнения теории электромагнетизма; умеет решать задачи об электричестве, магнетизме и электромагнитных волнах с использованием соответствующего математического аппарата электродинамики.
 

Лекции:

Часть 1. Основные уравнения электродинамики
Интегральные и дифференциальные уравнения электромагнетизма. 
Полная система уравнений Максвелла. 
Граничные условия для векторов электромагнитного поля.
Баланс энергии электромагнитного поля.
Энергия электромагнитного поля.
Электростатика.
Стационарное магнитное поле.
Потенциалы в теории стационарного магнитного поля.

Часть 2. Электромагнитные волны в средах
Уравнения Максвелла для гармонических процессов.
Принцип взаимности. Лемма Лоренца.
Перестановочная двойственность уравнений Максвелла.
Волновые процессы. Плоские монохроматические волны и их характеристики. 
Волновое уравнение. Уравнение Даламбера. Уравнение Гельмгольца. 
Поляризация электромагнитных волн. 
Отражение и преломление плоских волн на границе раздела сред. Формулы Френеля. 
Дисперсия. Фазовая и групповая скорости распространения волны. 

Часть 3. Электромагнитные волны в направляющих системах
Основные уравнения цилиндрических волноводов. 
Общие соотношения для металлических волноводов. 
Типы волн в волноводах. Е- и Н- волны в прямоугольных металлических волноводах. 
Критическая частота и длина волны.
Основной тип волны в прямоугольном волноводе. Структура полей в волноводе и токов в его стенках.

Часть 4. Излучение электромагнитных волн
Неоднородное уравнение Даламбера и его решение в случае возбуждения пространства заданной системой сторонних токов. Запаздывающие потенциалы. 
Поле электрического диполя. Ближняя и дальняя зоны. Диаграмма направленности диполя. 
Понятие о магнитном диполе. Поле магнитного диполя. Диаграмма направленности.

Практические занятия:
Векторный анализ: вычисление градиента, дивергенции, ротора, лапласиана от различных функций в разных системах координат.
Электростатика: электрическое поле, теорема Гаусса, энергия электростатического поля.
Стационарное магнитное поле: магнитное поле постоянных токов в проводе и коаксиальном кабеле.
Излучение и распространение радиоволн: распространение плоских волн, поле системы излучателей.
Волноводы.

Рекомендованная литература: 

1. Никольский В.В., Никольская Т.И. Электродинамика и распространение радиоволн. – Либроком, 2015
2. Техническая электродинамика. учеб. пособие для вузов. / Е. И. Нефёдов — М.: Академия, 2008
3. Современная электродинамика. [учеб. пособие]. в 2 ч.. / В.В. Батыгин, И.Н. Топтыгин — М.: НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", 2005
4. Линейная макроскопическая электродинамика. Вводный курс для радиофизиков и инженеров. [учебное пособие]. / Ю. В. Пименов — Долгопрудный Интеллект, 2008