Лекция 1. Вводная информация, основные понятия, история. Положения векторной алгебры
Название курса, преподаватель
Добрый день! Мы встретились с вами для прослушивания курса лекций по курсу «Электродинамика и распространение радиоволн». Эта дисциплина читается на третьем курсе института инженерной физики и радиоэлектроники для специальностей «Радиотехника», «Радиофизика и электроника», «Телекоммуникации» и других. Читать лекции по этому курсу вам буду я. Меня зовут Василий Сергеевич Панько, я доцент кафедры радиотехника. Я учился в нашем же университете, тогда еще политехническом институте по специальности «Радиофизика и электроника» и закончил его 13 лет назад.
В случае необходимости меня можно найти на кафедре радиотехники (бывшая кафедра радиофизики) в корпусе Б, аудитория Б-408. Любые вопросы можно также задавать по электронной почте, которая приведена на этом слайде.
Объем курса количество лекций, расписание, итоговая проверка
Наш курс рассчитан на один семестр. Здесь вы видите расписание наших лекционных занятий. В первую неделю у нас две лекции: в понедельник и в пятницу, во вторую неделю – одна лекция в понедельник. Все занятия будут проходить в этой аудитории, Д-438.
Семестр длится 17 недель, таким образом, всего получится около 25 лекций. Этого, конечно, недостаточно, чтобы полно ознакомиться с полным курсом всей электродинамики; поэтому наш курс представляет собой определенную усеченную версию.
Весь курс разделяется на два крупных раздела: собственно электродинамика и распространение радиоволн. Примерно 3/4 объема будет занимать электродинамика и 1/4 – распространение, в первую очередь пойдет раздел электродинамики.
Курс завершается экзаменом.
Кроме лекций, у вас также будут проходить практические занятия и лабораторные работы, которые ведут доценты нашей кафедры Пузиков Геннадий Сергеевич и Волошин Александр Сергеевич. Эти занятия проводятся в корпусе «В».
Таким образом, сегодня мы начинаем первую лекцию по разделу электродинамики.
Нужно записать перечень рекомендуемой литературы по всему курсу. Некоторые книги написаны только для электродинамики, некторые – только для распространения; во многих описаны оба раздела курса, что видно из названия. Большинство книг можно найти в нашей библиотеке. По разделу распространения очень рекомендуется учебное пособие Юрия Петровича Саломатова, выпущенное в нашем университете.
Вообще, к счастью, по данному курсу существует очень много литературы; не нужно ограничиваться приведенным здесь списком, любая книга по данной тематике может оказать помощь в изучении курса.
Несмотря на обилие книг, основным инструментом остается конспект. Ни одна из указанных книг не повторяет курс в точности, так как курс представляет собой сжатое и адаптированное изложение теории. Книги являются необходимым дополнением к конспекту.
Кроме конспекта и книг, существует множество дополнительных материалов, которые можно найти в Интернете. Первым из них является сервис books.google.com, который предоставляет возможность полного или ограниченного просмотра отсканированных версий книг. К сожалению, наполнение ресурса на русском языке пока очень мало, но на английском языке можно найти множество материалов. Поиск следует проводить по ключевым словам «electrodynamics» (электродинамика) и «propagation» или «wavepropagation» (распространение радиоволн).
Также легко можно найти приведенные выше книги и другие пособия прямым поиском в Яндексе или Гугле по ключевым словам «электродинамика» или «распространение радиоволн». Как правило, материалы выложены в отсканированном виде в формате DejaVuилиPDF.
Заборонкова, Т. М. Основы электродинамики и распространение радиоволн:
учебно-методическое пособие / Т. М. Заборонкова, Е. Н. Мясни-
ков. — Н. Новгород: Изд-во ФГОУ ВПО «ВГАВТ», 2009. - 133 с.Настоящее учебно-методическое пособие представляет собой расширенный курс лекций, прочитанный студентам электромеханического факультета ВГАВТ, специализирующимся в области эксплуатации транспортного радиооборудования.Содержание пособия можно условно разделить на три части.В первой части (гл. 1-3) излагаются основы теории электромагнетизма, а также процессов излучения и распространения электромагнитных волн в изотропных материальных средах. В вводной первой главе авторы сочли уместным в сжатой форме напомнить читателю некоторые основополагающие положения теории
электричества и магнетизма, необходимые для изложения основного материала курса.Вторая часть (гл. 4-5) посвящена наиболее важным закономерностям распространения электромагнитных волн в плазме ионосферного типа, таким как: перенос энергии пакетом волн, влияние поглощения, дисперсионные свойства волн (в том числе и при наличии в плазме внешнего магнитного поля).В третьей части (гл. 6-9) рассматриваются вопросы распространения электромагнитных волн в неоднородных средах. Обсуждаются явления дифракции и рефракции волн, изучаются вопросы распространения волн в плавно неоднородных средах, а также рассеяние волн на мелкомасштабных неоднородностях среды. Основное внимание уделяется специфическим особенностям излучения и распространения радиоволн в атмосфере Земли. Более подробное обсуждение затронутых в пособии вопросов можно найти в .
Библиографический список используемой литературы приведен в конце пособия. Изложение ведется в Международной системе единиц (СИ).При написании пособия авторы старались использовать наиболее простые математические методы, обращая особое внимание на разъяснение смысла физических законов и области их применения. С этой же целью в тексте используются различные модельные представления и упрощающие факторы, в частности соображение симметрии. Авторы стремились также к тому, чтобы все приведенные формулы были выведены или могли быть
получены студентами самостоятельно по указанным в книге подробным пояснениям. В конце пособия имеется приложение с основными формулами математического анализа, без использования которых истинное понимание свойств электромагнитных полей невозможно. Кроме того, пособие содержит большой объем иллюстративного материала. В конце каждой главы приведены вопросы, позволяющие студентам оценить степень своего
понимания изложенных в главе понятий и законов. Работа над вопросами должна проводиться параллельно с изучением основного материала.Пособие написано в соответствии с программой курса для инженерно-технических специальностей и предназначено как для студентов старших курсов обучения с расширенной программой по физике, так и для аспирантов, специализирующихся в области радиолокации и радионавигации.Данное учебное пособие предназначено для студентов, будущая профессия которых связана с эксплуатацией радиооборудования. Эта деятельность не предусматривает ни проведение разработок новых радиоэлектронных средств, ни, тем более, исследовательских работ в области физики ионосферры и распространения радиоволн. Тем не менее, для высококвалифицированного инженера-эксплуатанта РЭА обладание определённым минимумом знаний в области основ электродинамики и в области физики ионосферы и распространения радиоволн действительно необходимо.Но для тех студентов, которым адресована данная книга, серьёзной проблемой на пути овладения такими знаниями может стать то, что уровень их физико-математической подготовки, как правило, удручающе низок. Как следствие, перед авторами данного учебного пособия стояла задача изложить рассматриваемые явления максимально просто, но при этом не скатиться в примитивизм. В целом, это им удалось.Эта книга может быть рекомендована и студентам-физикам, но с существенной оговоркой: они могут использовать её для САМОГО НАЧАЛЬНОГО ознакомления с основами электродинамики и распространения радиоволн, а в дальнейшем им необходимо будет воспользоваться учебными пособиями, где физические аспекты изучаемых явлений рассматриваются более строго и более подробно. В данной же книге рассматривается не столько физика распространения радиоволн и даже не столько основы электродинамики, сколько самые базовые вопросы этих дисциплин, после твёрдого усвоения которых как раз и можно приступать к систематическому изучению основ электродинамики и распространения радиоволн.
Содержание
Статические электрическое и магнитное поля.
Электростатическое поле.
Постоянный электрический ток.
Стационарное магнитное поле.
Движение заряженных частиц в постоянных электрическом и магнитном полях.
Электромагнитное поле, уравнения Максвелла.
Закон электромагнитной индукции.
Ток смещения, система уравнений Максвелла.
Усредненные уравнения Максвелла-Лоренца в материальных средах.
Граничные условия для электрического и магнитного полей.
Электромагнитные волны в свободном пространстве.
Плоская монохроматическая электромагнитная волна.
Поляризация электромагнитных волн.
Сферические электромагнитные волны в свободном пространстве.
Излучение электромагнитных волн элементарным вибратором.
Электромагнитные волны в однородных материальных средах.
Электромагнитные волны в однородном изотропном диэлектрике.
Электромагнитные волны в среде с поглощением.
Дисперсия диэлектрической проницаемости.
Распространение пакетов электромагнитных волн групповая скорость.
Перенос энергии пакетом волн.
Дисперсия и резонансное поглощение молекулярного газа.
Электромагнитные волны в плазме.
Параметры ионосферной плазмы.
Электромагнитные волны в однородной изотропной плазме.
Электромагнитные волны в однородной магнитоактивной плазме.
Падение электромагнитных волн на границу раздела однородных сред.
Отражение и преломление волн от плоской границы раздела двух сред.
Отражение от идеально проводящей поверхности.
Отражение от неидеального проводника.
Распространение электромагнитных волн в плавно неоднородной среде.
Плавно неоднородная среда, приближение геометрической оптики.
Рефракция радиоволн в атмосфере Земли.
Отражение радиоволн от слоя неоднородной плазмы.
Особенности отражения радиоволн от ионосферы при учете магнитного поля.
Интерференция и дифракция электромагнитных волн.
Интерференция плоских монохроматических волн.
Принцип Гюйгенса-Френеля-Кирхгофа,
Дифракция Фраунгофера.
Дифракция Френеля.
Дифракция радиоволн на случайных неоднородностях электронной концентрации.
Распространение радиоволн в атмосфере Земли.
Идеальная радиотрасса, диапазоны радиоволн.
Влияние подстилающей поверхности на распространение радиоволн.
Влияние тропосферы на распространение радиоволн.
Распространение радиоволн в ионосфере.
Приложение.
Библиографический список.
Заборонкова, Т. М. Основы электродинамики и распространение радиоволн:
учебно-методическое пособие / Т. М. Заборонкова, Е. Н. Мясни-
ков. - Н. Новгород: Изд-во ФГОУ ВПО «ВГАВТ», 2009. – 133 с.
Содержание:
Статические электрическое и магнитное поля,
Электростатическое поле,
Постоянный электрический ток,
Стационарное магнитное поле,
Движение заряженных частиц в постоянных электрическом и магнитном полях,
Электромагнитное поле, уравнения Максвелла,
Закон электромагнитной индукции,
Ток смещения, система уравнений Максвелла,
Усредненные уравнения Максвелла –Лоренца в материальных средах,
Граничные условия для электрического и магнитногополей,
Электромагнитные волны в свободном пространстве,
Плоская монохроматическая электромагнитная волна,
Поляризация электромагнитных волн,
Сферические электромагнитные волны в свободномпространстве,
Излучение электромагнитных волн элементарным вибратором,
Электромагнитные волны в однородных материальных средах,
Электромагнитные волны в однородном изотропномдиэлектрике,
Электромагнитные волны в среде с поглощением,
Дисперсия диэлектрической проницаемости,
Распространение пакетов электромагнитных волн групповая скорость,
Перенос энергии пакетом волн,
Дисперсия и резонансное поглощение молекулярногогаза
Электромагнитные волны в плазме,
Параметры ионосферной плазмы,
Электромагнитные волны в однородной изотропнойплазме,
Электромагнитные волны в однородной магнитоактивной плазме,
Падение электромагнитных волн на границу раздела однородных сред,
Отражение и преломление волн от плоской границы раздела двух сред,
Отражение от идеально проводящей поверхности,
Отражение от неидеального проводника,
Распространение электромагнитных волн в плавно неоднородной среде,
Плавно неоднородная среда, приближение геометрической оптики,
Рефракция радиоволн в атмосфере Земли,
Отражение радиоволн от слоя неоднородной плазмы. ,
Особенности отражения радиоволн от ионосферы при учете магнитного поля,
Интерференция и дифракция электромагнитных волн,
Интерференция плоских монохроматических волн,
Принцип Гюйгенса –Френеля –Кирхгофа,
Дифракция Фраунгофера,
Дифракция Френеля,
Дифракция радиоволн на случайных неоднородностях электронной концентрации,
Распространение радиоволн в атмосфере Земли,
Идеальная радиотрасса, диапазоны радиоволн,
Влияние подстилающей поверхности на распространение радиоволн,
Влияние тропосферы на распространение радиоволн,
Распространение радиоволн в ионосфере.
Скачать файл
- 12.97 МБ
- добавлен 11.03.2010
Два файла: учебник и задачник.
1. Баскаков. Электродинамика и распространение радиоволн. 1992.
2. Баскаков. Сборник задач по курсу "Электродинамика и распространение радиоволн". 1981
1. Баскаков. Электродинамика и распространение радиоволн:
Излагаются основы макроскопической электродинамики, теория плоских электр...
- 529.18 КБ
- добавлен 06.09.2011
Учебное пособие СПБГПУ 2006г. 49 страниц. часть 3
Л.А.Бабенко. Электродинамика и распространение радиоволн. Основные уравнения
электродинамики. Статические и стационарные поля. Конспект лекций. Часть 3
Конспект лекций (часть 3) соответствует группе разделов дисциплины
«Электродинамика и распространение радиоволн»...
- 509.49 КБ
- добавлен 06.09.2011
Учебное пособие СПБГПУ 2006г. 42 страницы. часть 2
Конспект лекций (часть 2) соответствует группе разделов дисциплины
радиоэлектронная аппаратура».
Рассмотрены Постанов...
- 582.45 КБ
- добавлен 06.09.2011
Учебное пособие СПБГПУ 2006г. 55 страниц. часть 1
Конспект лекций (часть I) соответствует группе разделов дисциплины
«Электродинамика и распространение радиоволн» направлений подготовки
бакалавров 552500 «Радиотехника», а также специальности 2015000 «Бытовая
радиоэлектронная аппаратура».
Рассмотрены основные...
- 1.98 МБ
- добавлен 26.12.2009
Владимирский государственный университет (ВлГУ). Преподаватель: Гаврилов В. М. 184 стр.
Электромагнитное поле и параметры сред. Основные уравнения электродинамики. Граничные условия. Энергия электромагнитного поля. Электродинамические потенциалы гармонического поля. Плоские электромагнитные волны. Распространение радиовлон в...
Петров Б.М. Электродинамика и распространение радиоволн: Учебник для вузов
- 36.95 МБ
- добавлен 14.12.2009
Петров Б. М. Электродинамика и распространение радиоволн: Учебник для вузов. - 2-е изд., испр. - М.: Горячая линия-Телеком, 2004. -558 с; ил.
Систематически и подробно рассмотрены основные уравнения и по-ложения элек-тродинамики, изучаются возбуждаемые электромагнитные (ЭМ) поля в неограниченном однородном пространстве, теор...
