Раздел 4. Релятивистское описание заряда в электромагнитном поле.

Роль электромагнитного поля в передаче взаимодействия. Дальнодействие и близкодействие. Действие и функция Лагранжа для частицы в электромагнитном поле. 4-вектор потенциала; скалярный и векторный потенциал. Обобщенный 4-импульс и энергия; связь между ними.

Движение заряда в заданном поле. Электрическое и магнитное поле. Сила Лоренца. Работа силы, создаваемой электрическим полем. Калибровочное преобразование и калибровочная инвариантность. Калибровка Лоренца. Оператор Даламбера (даламбериан).

Тензор электромагнитного поля. Принцип наименьшего действия в четырехмерной форме. Четырехмерная форма уравнения движения заряда. Преобразование векторных компонент электрического и магнитного поля при преобразовании Лоренца. Величины, инвариантные относительно преобразования Лоренца.

Раздел 5. Уравнения Максвелла.

Уравнения Максвелла в дифференциальной и интегральной форме. Четырехмерная форма первого и второго уравнений Максвелла.

4-вектор тока и уравнение непрерывности. Закон сохранения заряда. Действие для поля, взаимодействующего с веществом. Вывод третьего и четвертого уравнений Максвелла в четырехмерной форме из принципа наименьшего действия.

Тензор энергии-импульса. Закон сохранения энергии в форме уравнения непрерывности. Тензор напряжений. Тензор энергии-импульса и законы сохранения для электромагнитного поля; для системы "заряженные частицы + электромагнитное поле".

Раздел 6. Постоянное электромагнитное поле.

Электростатическое поле. Случай одиночного заряда. Энергия электростатического взаимодействия. Мультипольные моменты. Дипольное и квадрупольное взаимодействия. Энергия системы зарядов во внешнем поле. Сила, действующая на систему зарядов. Энергия взаимодействия двух систем зарядов.

Магнитостатическое поле. Закон Био-Савара. Магнитный момент. Уравнения движения магнитного момента; ларморовская прецессия.

Разде 7. Волновые решения. Поле движущихся зарядов.

Волновые уравнения для напряженностей полей и потенциалов. Решения в виде плоских волн. Поляризация электромагнитной волны.

Поле, порождаемое движущимися зарядами: решения релятивистских уравнений, имеющие форму суперпозиций сферических волн. Опережающее и запаздывающее решения. Поле, создаваемое точечным зарядом; потенциалы Лиенара-Вихерта.

Соотношения между частотными компонентами. Спектральные функции потенциалов поля, создаваемого одиночным движущимся зарядом.

Выражения для напряженностей полей, создаваемых движущимся зарядом. Поле, создаваемое системой зарядов, находящихся на далеком расстоянии. Излучение системы зарядов в дипольном приближении.

Раздел 8. Взаимодействие излучения с веществом.

«Радиационное трение» (сила Лоренца) для движущегося заряда. Классическая теория естественной ширины линии излучения. Основной парадокс классической теории атома: неустойчивость динамической модели атома.

5. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.

а) основная литература:

1. Л.Д.Ландау и Е.М.Лифшиц. Курс теоретической физики. Том 2. Теория поля. М.: Из-во «Наука» 1988г.

2. Л.Д.Ландау и Е.М.Лифшиц. Краткий курс теоретической физики. Книга 1. Механика. Электродинамика. Из-во «Наука», - М., 1969г.

3. В.Г.Левич. Курс теоретической физики. Т. 1. - Теория электромагнитного поля. Теория относительности. Изд-во «Наука», М. 1969г.

4. И.В.Савельев Основы теоретической физики. Том 1. Механика. Электродинамика. М., Из-во «Наука» 1975г.

б) дополнительная литература:

5. Б.В. Медведев. Начала теоретической физики. Часть 2. Механика теории относительно­сти. Изд-во «Наука», М. 1977г.