Кафедра компьютерной физики ВНУ им. В. Даля

Электродинамика  — раздел физики, изучающий электромагнитное поле в наиболее общем случае (то есть, рассматриваются переменные поля, зависящие от времени) и его взаимодействие с телами, имеющими электрический заряд электромагнитное взаимодействие. Предмет электродинамики включает связь электрических и магнитных явлений, электромагнитное излучение (в разных условиях, как свободное, так и в разнообразных случаях взаимодействии с веществом), электрический ток (вообще говоря, переменный) и его взаимодействие с электромагнитным полем (электрический ток может быть рассмотрен при этом как совокупность движущихся заряженных частиц). Любое электрическое и магнитное взаимодействие между заряженными телами рассматривается в современной физике как осуществляющееся через посредство электромагнитного поля, и, следовательно, также является предметом электродинамики.

Основные понятия, которыми оперирует электродинамика, включают в себя:

  1. Электромагнитное поле  — это основной предмет изучения электродинамики, вид материи, проявляющийся при взаимодействии с заряженными телами. Исторически разделяется на два поля:
    • Электрическое полe  — создаётся любым заряженным телом или переменным магнитным полем, оказывает воздействие на любое заряженное тело.
    • Магнитное поле  — создаётся движущимися заряженными телами, заряженными телами, имеющими спин, и переменными электрическими полями, оказывает воздействие на движущиеся заряды и заряженные тела, имеющие спин.
  2. Электрический заряд —это свойство тел, позволяющее им создавать электромагнитные поля, а также взаимодействовать с этими полями.
  3. Электромагнитный потенциал — 4-векторная физическая величина, полностью определяющая распределение электромагнитного поля в пространстве. Выделяют:
    • Электростатический потенциал  — временна́я компонента 4-вектора
    • Векторный потенциал  — трёхмерный вектор, образованный оставшимися компонентами 4-вектора.
  4. Вектор Пойнтинга  — векторная физическая величина, имеющая смысл плотности потока энергии электромагнитного поля.

Электродинамика лежит в основе физической оптики, физики распространения радиоволн, а также пронизывает практически всю физику, так как почти во всех разделах физики приходится иметь дело с электрическими полями и зарядами, а часто и с их нетривиальными быстрыми изменениями и движениями. Кроме того, электродинамика является образцовой физической теорией (и в классическом и в квантовом своём варианте), сочетающей очень большую точность расчётов и предсказаний с влиянием теоретических идей, родившихся в её области, на другие области теоретической физики. Электродинамика имеет огромное значение в технике и лежит в основе:радиотехники,электротехники, различных отраслей связи и радио.

На кафедре физики рассматриваются возможные пути совершенствования электродинамики. Логический анализ сложившейся в электродинамике ситуации вновь привел нас к выводу, что для определения сил взаимодействия движущихся в физическом вакууме реального пространства электрических зарядов вполне достаточно учесть деформацию электрических полей этих зарядов, обусловленную тривиальными эффектами запаздывающих потенциалов. Завершив весьма длительное кругосветное путешествие в необъятном океане классической электродинамики и благополучно миновав все его каверзные непредвиденные случайности и опасные подводные рифы, мы, к нашему удивлению, вновь вернулись практически вплотную к тем исходным "примитивным", в рамках современной электродинамики, представлениям о законах электрического и магнитного взаимодействия, которые на заре развития начальных представлений об электромагнетизме стояли перед физиками того времени. Остается только удивляться прозорливости Ампера, который предупреждал, что если в электродинамике не отказаться от понятия "магнит", то в дальнейшем это грозит неимоверной путаницей в теории.

В процессе обучения на кафедре студенты изучают:
  • теоретические и экспериментальные основы и физические явления электромагнитных излучений радиодиапазона;
  • способы передачи электромагнитных волн по различным волноведущим структурам; способы генерации, усиления и регистрации радиоволн;
  • распространение элетромагнитных волн в различных средах;
  • взаимодействие радиоволн с веществом и их воздействие на различные среды;
  • изучение современных антенно-фидерных устройств и систем СВЧ диапазона;
  • современные методы и системы наземной и спутниковой радиосвязи, радиолокации и радионавигации, радиоуправления.

На современном оборудовании в специальных практикумах студенты осваивают методы измерений и экспериментальной работы с элементами и устройствами СВЧ диапазона. Студенты изучают методы компьютерного моделирования радиоустройств, получают навыки программирования и практической работы на современных персональных ЭВМ.

При этом они изучают:
  • ПК, сети ЭВМ;
  • объектно-ориентированное программирование и теорию баз данных;
  • компьютерное моделирование и автоматизированное проектирование, моделирование на ЭВМ радиоустройств.
Яндекс.Метрика