- •§1. Обобщённые координаты. Понятие числа степеней свободы.
- •§2. Описание эволюции системы в конфигурационном пространстве (кп).
- •§3. Принцип Гамильтона (наименьшего действия).
- •§4. Функция Лагранжа и её свойства.
- •§5. Правило суммирования Эйнштейна.
- •§6. Функция Лагранжа простейших систем.
- •1 .Для замкнутой системы реализуется принцип однородности времени.
- •2.Однородность пространства.
- •3. Изотропность пространства.
- •§7. Интегралы движения в методе Лагранжа.
- •§8. Преобразование Галилея.
- •§9. Свойства симметрии пространства и времени.
- •§10. С и l системы.
- •§11. Циклические координаты.
- •§12. Задача двух тел и сведение её к эквивалентной одномерной.
- •§13. Особенности движения частицы в центральном поле.
- •§14. Одномерный эффективный потенциал.
- •§15. Обобщенный импульс. Преобразование Лежандра. Уравнения Гамильтона.
- •§16. Фазовое пространство.
- •§17. Функция Гамильтона и её свойства.
- •§18. Функция Гамильтона простейших систем.
- •§19. Интегралы движения в методе Гамильтона.
- •§20. Скобки Пуассона и их свойства.
- •§21. Малые колебания и свойства потенциальной энергии.
- •§22. Колебания с одной степенью свободы. Характеристическое уравнение.
- •§23. Колебания с n степенями свободы.
- •§24. Затухающие одномерные колебания.
- •§25. Элементы тензорного анализа в классической механике.
- •§26. Оператор .
- •§27. Уравнения Максвелла для электромагнитного поля в вакууме.
- •§28. Потенциалы электромагнитного поля в вакууме.
- •§29. Градиентная инвариантность.
- •§30. -Функция.
- •§31. Объёмная плотность точечного заряда.
- •§32. Закон сохранения заряда.
- •§33. Типы калибровок.
- •§34. Уравнения Максвелла в среде без учёта пространственно-временной дисперсии.
- •§35. Теорема Стокса.
- •§36. Функциональные соотношения различных полей
- •§37. Тензоры и их свойства.
- •§38. Условия на границе раздела двух сред.
- •§39. Уравнения Максвелла для стационарного электромагнитного поля в среде.
- •§40. Приближение линейного тока
- •§41. Уравнения Максвелла для квазистационарного электромагнитного поля.
- •§42. Условия квазистационарности поля.
- •§43. Глубина проникновения квазистационарного электромагнитного поля.
- •§44. Функция Грина уравнения Гельмгольца.
- •§45. Уравнения Максвелла электромагнитных волн в вакууме.
- •§46. Волновое уравнение в случае вакуума.
- •§47. Решение волнового уравнения в случае плоской электромагнитной волны в вакууме.
- •§48. Плоская монохроматическая волна.
- •§49. Уравнения Максвелла в случае плоской монохроматической волны в вакууме.
- •§50. Разложение электромагнитных полей по плоским монохроматическим волнам.
- •§51. Калибровка Лоренца в случае однородной изотропной среды.
- •Задачи по курсу «Теоретическая механика и теория поля»
- •Задачи по курсу «Теоретическая механика и теория поля» и их решение.
- •Экзаменационные вопросы по курсу «Теоретическая механика и теория поля».
- •Задачи по курсу «Теоретическая механика и теория поля» и их решение (от а.Е.Широкова)
§48. Плоская монохроматическая волна.
Если волна монохроматическая, то
- волна одной частоты
.
Введём параметр
- волновое число.
Введём волновой вектор
,
направленный по нормали к фронту волны.
Тогда:
-
плоская монохроматическая волна, идущая
вдоль вектора
.
§49. Уравнения Максвелла в случае плоской монохроматической волны в вакууме.
Уравнения Максвелла в случае электромагнитных волн в вакууме имеют вид:
Т.к. поля
и
имеют зависимость
,
то
где
,
тогда:
В результате для плоских монохроматических волн операторы:
Тогда уравнения Максвелла для плоских монохроматических волн имеют вид:
вводим единичный вектор , тогда
Тогда векторы
создают
правовинтовую систему. Здесь
- вектор нормали к фронту распространения
волны.
§50. Разложение электромагнитных полей по плоским монохроматическим волнам.
Разложим
:
где
,
а
- амплитуда данной монохроматической
волны, присутствующей в электромагнитном
поле, т.е. это вес волны.
§51. Калибровка Лоренца в случае однородной изотропной среды.
Калибровка Лоренца в случае вакуума:
В случае однородной изотропной среды калибровка Лоренца примет вид:
Задачи по курсу «Теоретическая механика и теория поля»
-
1
.
Наити функцию Лагранжа двойного
плоского маятника, находящегося в
однородном поле тяжести (ускорение
силы тяжести g).2
.
Найти функцию Лагранжа плоского
маятника, находящегося в однородном
поле тяжести (ускорение силы тяжести
g) с массой m2,
точка которого (с массой m1
в ней) может совершать движения по
горизонтальной прямой.
3. Найти функцию Гамильтона для одной материальной точки в декартовых, цилиндрических и сферических координатах.
4. Определить скобки Пуассона, составленные из декартовых компонент импульса р и момента импульса материальной частицы.
5. Определить скобки Пуассона, составленные из компонент М.
6. Показать, что
=0, ,
где φ – любая скалярная функция координат и импульса частицы.
7. Показать, что
= ,
где f – векторная функция координат и импульса частицы, а n – единичный вектор в направлении оси z.
8. Выразить амплитуду и начальную фазу колебаний через начальные значения x0, v0 координаты и скорости.
9 . Найти частоту колебаний точки с массой m, способной двигаться по прямой и прикреплённой к пружине, другой конец которой закреплён в точке А на расстоянии l от прямой. Пружина, имея длину l, натянута с силой F.
1 0. Найти частоту колебаний изображенного на рисунке 4 маятника, точка подвеса которого (с массой m1 в ней) способна совершать движение в горизонтальном направлении.
1 1. Определить малые колебания двойного плоского маятника.
12. Вычислить градиент функции f(r), зависящей только от модуля радиус-вектора r.
13. Вычислить где p – постоянный вектор.
14. Пользуясь теоремой Остроградского-Гаусса, вычислить интегралы:
если объем, который охватывает замкнутая поверхность, равен V; A – постоянный вектор.
15. Определить напряженность электрического поля внутри и снаружи равномерно заряженного шара . Объемная плотность заряда равна , радиус шара R.
16. Определить коэффициенты разложения потенциала точечного заряда в интеграл Фурье.
17. Найти потенциал, создаваемый зарядом, распределенным в бесконечной среде по закону :
18. Определить потенциал точечного заряда е, находящегося в однородной анизотропной среде с заданным тензором диэлектрической проницаемости.
19. Найти напряженность магнитного поля внутри цилиндрической полости цилиндрического проводника, по которому течет ток, равномерно распределенный по его сечению с плотностью j. Оси цилиндра, образующего полость, и цилиндрического проводника параллельны и находятся друг от друга на расстоянии а.
20. Показать, что постоянное однородное магнитное поле В можно описывать векторным потенциалом А= .
21. Найти интенсивность излучения частицы массы m, движущейся по круговой орбите радиуса а, под действием кулоновских сил. Выразить ответ через энергию частицы.
