Ответы на вопросы второй аттестации по электородинамике фкн вгу 2011 (ОБСУЖДЕНИЕ)

1) При каком условии необходимо использовать нелинейную электродинамику?

ответ = если напряжённость поля больше 10^5 В/см , то такое поле подчиняется законам нелинейной электродинамики.

12) Во сколько раз уменьшится величина магнитного поля системы токов, если расстояние до удаленной точки наблюдения увеличится в 2 раза?

ответ=
на значительном расстоянии от системы можно представить ток системы, как ток некоторого проводника (как бы одного проводника - то есть мы не будем учитывать поворот вокруг системы) с усреднёнными характеристиками , тогда его по закону Био-Савара_Лапласа , вектор магнитной индукции на расстоянии r от этого проводника будет определяться формулой =

из которой следует, что вектор индукции уменьшится в 4 раза.

кто не согласен - говорите -сам не уверен.

14) Чем отличается микроскопическое поле от макроскопического?

ответ =
Микроскопическое и макроскопическое поле - это понятия связанные с разными подходами к физическому описанию [одного и того же] электромагнитного поля в среде .
Величины ,определяющие "макроскопическое поле", усреднены по объёму и времени , а именно =

1. усреднена плотность связанных зарядов
2. усреднена плотность свободных зарядов
3. усреднена плотность тока связанных зарядов
4. усреднена плотность тока свободных зарядов

В свою очередь величины ,определяющие "микроскопическое поле" =

1. плотность связанных зарядов
2. плотность свободных зарядов
3. плотность тока связанных зарядов
4. плотность тока свободных зарядов

определяются в конкретной точке пространства ,в конкретный момент времени.

13) Свободные и связанные заряды. (Дайте их определение)

Связанные заряды - это заряды, входящие в состав атомов и молекул - такие заряды под действием слабых полей (при которых и справедливы законы классической электродинамики остаются в составе атомов )

Свободные заряды - заряды которые не входят в состав атомов и молекул (например - свободные электроны)

16 ) Сколько векторов определяют поле в среде? Запишите название этих векторов.

Электромагнитные поля определяются путём задания в каждой точке пространства четырёх векторов:

а) вектора напряжённости электрического поля E;
б) вектора напряжённости магнитного поля H;
в) вектора электрического смещения D;
г) вектора магнитной индукции B.

Эти векторы не являются независимыми. Попарно векторы, а также связаны друг с другом .

Они могут быть найдены из системы уравнений Максвелла в следующем виде =

читайте подробнее (университет имени Баумана)

20) Запишите систему уравнений Максвелла для описания электромагнитного поля в среде в BEHD форме в любой известной Вам системе единиц измерения. (Укажите систему единиц, которую Вы использовали)

Каноническая форма системы уравнений Максвелла в системе единиц измерения Гаусса =

Для Сергея Александровича вы всегда можете добавить пятое уравнение =

которое можно получить , применив оператор набла , к обеим частям первого уравнения системы с учётом, что (только в нашем случае D вместо E) =

[почему так - читайте здесь]

30) Что утверждает теорема Лармора?

ответ =

[утверждает что] В нерелятивистском случае поведение системы зарядов с одинаковыми отношениями зарядов к массам ,совершающих финитное движение в центрально-симметричном электрическом поле и слабом однородном магнитном поле H , эквивалентно поведению этой же системы зарядов в этом же электрическом поле в отсутствии магнитного поля в системе координат , равномерно вращающейся с угловой скоростью , определяемой по формуле (В сисетме единиц Гаусса) =

[читать подробнее]

18) Какое поле создает диполь? Выберите из – 1)- нулевое,2) - электрическое ,3) -электромагнитное,4)- магнитное

ответ =

8) Поле квадруполя на больших расстояниях обратно пропорционально какой степени r?

Второй мультиполь системы зарядов на больших расстояниях (квадрупольный) момент , определяется формулой(для потенциала поля) =

но САМО ПОЛЕ определяется напряжённостью (а не потенциалом - именно напряжённость нужна - судя по формулировке вопроса) =
ответ =

На больших расстояниях R от квадруполя напряженность его электрического поля E убывает обратно пропорционально четвёртой степени R

а зависимость E от зарядов и их расположения описывается в общем случае набором из пяти независимых величин, которые, вместе составляют квадрупольный момент системы. Квадрупольный момент определяет также энергию квадруполя во внешнем электрическом поле. Квадруполь является мультиполем 2-го порядка.
(читать подробнее)
примечание = хорош было бы посмотреть на получение градиента от величины потенциала, которое, кстати, в учебнике оставлено как задание на дом.