9. Середовища

Середовище з точки зору електродинаміки. Поділ середовищ на діелектрики, напівпровідники, провідники і надпровідники. Електронна теорія речовини.

Діелектрики. Молекули за відсутності зовнішнього електричного поля. Типи молекул: неполярні, полярні, іонні (слабко полярні) кристали.

Молекули в зовнішньому електричному полі. Поляризація. Поляризаційний струм. Час релаксації. Граничні заряди. Врахування струмів в середовищі в рівняннях Максвела.

Електрична індукція.

Магнетики. Пояснення магнітного поля атому. Магнітний момент, намагніченість. Спін. Ядерний магнетизм. Діамагнетики. Парамагнетики. Феромагнетики. Напруженість магнітного поля. Основні і додаткові, полярні і аксіальні вектори магнітного поля.

Провідність. Провідники. Теорія Друде. Електрони провідності. Порівняння швидкостей теплового і напрямленого руху. Закон Ома для провідних середовищ.

Надпровідність. Надпровідники. Критична температура. Ефект Мейснера. Застосування надпровідників.

Метаматеріали.

10. Макроскопічні рівняння Максвела

Макроскопічні рівняння Максвела в стандартній диференціальній формі. Рівняння Максвела в стандартній інтегральній формі. Неповнота рівнянь Максвела в стандартній формі. Матеріальні рівняння (рівняння стану). Основні принципи поділу середовищ з макроскопічного погляду. Лінійність, локальність, запізнення. Лінійні і нелінійні середовища, локальний і нелокальний зв'язок, середовища з запізненням. Однорідні, неоднорідні, ізотропні і анізотропні, біанізотропні середовища. Підсумки. Основні і допоміжні вектори. Можливі інші форми рівнянь Максвела. Загальний погляд на рівняння Максвела.

11. Закон збереження енергії електромагнітного поля

Закон збереження енергії електромагнітного поля в диференціальній формі. Вектор Пойнтинга. Густина енергії. Втрати енергії, обумовлені випромінюванням. Густина потужності втрат. Густина потужності стороннього джерела. Окремі випадки формулювання закону збереження енергії.

Закон збереження енергії електромагнітного поля в інтегральній формі.

Швидкість поширення енергії електромагнітного поля.

12. Рівняння Максвела для комплексних амплітуд в стандартній формі

Рівняння Максвела для комплексних амплітуд в стандартній формі. Комплексна діелектрична проникність. Тангенс кута діелектричних втрат. Аналітичні властивості комплексної діелектричної проникності. Співвідношення Крамерса-Крьоніга. Комплексна магнітна проникність. Тангенс кута магнітних втрат.

Рівняння Максвела для комплексних амплітуд і комплексних проникностей (д/з).

Активна, реактивна і комплексна густина потоку потужності.

13. Рівняння електродинаміки в частинних похідних другого порядку

Рівняння електродинаміки в частинних похідних другого порядку. Відмінність між електричним та магнітним полем. Рівняння нерозривності струму. Симетрія рівнянь електродинаміки в частинних похідних другого порядку відносно напрямків часу.

Рівняння Гельмгольця.

14. Хвилі

Визначення хвилі. Основна роль хвилі. Поширення хвильових явищ у природі. Відмінності між хвилями і коливаннями. Характеристики хвиль. Форма хвилі. Швидкість хвилі. Хвилі, що описуються векторами. Плоскі хвилі. Плоскі однорідні і неоднорідні хвилі. Плоскі гармонічні (монохроматичні) хвилі

Фазова швидкість хвилі. Довжина хвилі. Хвильова поверхня. Плоскі, циліндричні і сферичні хвилі. Фронт хвилі.

15. Плоскі гармонічні (монохроматичні) хвилі з компонентами Е_x, H_y. Фазова швидкість компонент поля. Вектор Пойнтинга. Порції енергії. Фазова швидкість вектора Пойнтинга. Густина енергії. Фазова швидкість густини енергії поля. Фазова швидкість порції енергії. Швидкість поширення енергії.

16. Плоскі гармонічні (монохроматичні) хвилі з компонентами Е_y, H_x. Фазова швидкість компонент поля. Вектор Пойнтинга. Порції енергії. Фазова швидкість вектора Пойнтинга. Густина енергії. Фазова швидкість густини енергії поля. Фазова швидкість порції енергії. Швидкість поширення енергії.