"Física General. Electromagnetismo" - curso 2800 rublos. de MSU, entrenando 15 semanas. (4 meses), Fecha: 5 de diciembre de 2023.
Miscelánea / / December 08, 2023
Conferencia 1. Interacción electromagnética y su lugar entre otras interacciones en la naturaleza. Desarrollo de la física de la electricidad en las obras de M.V. Lomonosov. Carga eléctrica. Portadores de carga microscópicos. La experiencia de Millikan. Ley de conservación de la carga eléctrica. Electrostática. La ley de Coulomb y su interpretación de campo. Vector de intensidad de campo eléctrico. El principio de superposición de campos eléctricos.
Conferencia 1. Flujo vectorial de intensidad de campo eléctrico. Teorema electrostático de Ostrogradsky-Gauss, su representación en forma diferencial. Potencial de campo electrostático. Potencial. Normalización del potencial. Relación entre el vector de intensidad del campo electrostático y el potencial. Trabajo de las fuerzas del campo electrostático. Potencial del sistema de carga.
Conferencia 3. Circulación del vector de intensidad del campo eléctrico. El teorema de la circulación, su representación en forma diferencial. Ecuaciones de Poisson y Laplace. Dipolo eléctrico. Potencial e intensidad de campo de un dipolo.
Conferencia 4. Conductores en un campo electrostático. Inducción electrostática. Intensidad del campo en la superficie y en el interior del conductor. Distribución de carga sobre la superficie de un conductor. Protección electrostática. Relación entre carga y potencial de un conductor. Capacidad eléctrica. Condensadores. Capacidad de condensadores planos, esféricos y cilíndricos. Una bola conductora en un campo electrostático uniforme.
Conferencia 5. Dieléctricos. Cargos libres y consolidados. Vector de polarización. Relación entre el vector de polarización y las cargas ligadas. Vector de inducción eléctrica en un dieléctrico. Susceptibilidad dieléctrica y constante dieléctrica y sustancias. Ecuación de materiales para vectores de campo eléctrico. Teorema de Ostrogradsky-Gauss para dieléctricos. Su forma diferencial. Condiciones de contorno para vectores de tensión e inducción eléctrica. Bola dieléctrica en un campo eléctrico uniforme.
Conferencia 6. Energía de un sistema de cargas eléctricas. Energía de interacción y autoenergía. Energía del campo electrostático y su densidad volumétrica. Energía de un dipolo eléctrico en un campo externo. Fuerzas ponderomotrices en un campo eléctrico y métodos para su cálculo. Relación entre las fuerzas ponderomotrices y la energía del sistema de cargas.
Conferencia 7. Teoría electrónica de la polarización de dieléctricos. Campo local. Dieléctricos no polares. Fórmula Clausius-Mossotti. Dieléctricos polares. Función de Langevin. Polarización de cristales iónicos. Propiedades eléctricas de los cristales. Piroeléctricos. Piezoeléctricos. Efecto piezoeléctrico directo e inverso y su aplicación. Ferroeléctricos. Estructura de dominio de los ferroeléctricos. Histéresis. Punto Curie. Aplicación de ferroeléctricos.
Conferencia 8. Corriente eléctrica constante. Fuerza y densidad actuales. Líneas actuales. Campo eléctrico en un conductor portador de corriente y sus fuentes. Ecuación de continuidad. Condición para que la corriente sea estacionaria. Tensión eléctrica. Ley de Ohm para una sección de un circuito. Resistencia eléctrica. Ley de Ohm en forma diferencial. Conductividad eléctrica específica de una sustancia.
Conferencia 9. Corrientes en medios continuos. Toma de tierra. Funcionamiento y alimentación CC. Ley de Joule-Lenz y su forma diferencial. Fuerzas externas. Fuerza electromotriz. Ley de Ohm para un circuito cerrado. Cadenas ramificadas. Las reglas de Kirchhoff. Ejemplos de su aplicación.
Conferencia 10. Magnetostática. Interacción de corrientes. Elemento actual. La ley de Biot-Savart-Laplace y su interpretación de campo. Vector de inducción de campo magnético. El efecto de un campo magnético sobre una corriente. Ley de Ampere. Teorema sobre la circulación del vector de inducción del campo magnético. Forma diferencial del teorema de la circulación. Naturaleza de vórtice del campo magnético. La ecuación es div B = 0. El concepto de potencial vectorial. Naturaleza relativista de las interacciones magnéticas.
Conferencia 11. Corriente elemental y su momento magnético. Campo magnético de una corriente elemental. Corriente elemental en un campo magnético. Campo magnético de una carga en movimiento. Interacción de cargas en movimiento. Fuerza de Lorentz. Efecto Hall.
Conferencia 12. Flujo vectorial de inducción magnética (flujo magnético). Coeficiente de autoinductancia (inductancia). El coeficiente de inducción mutua de dos circuitos. Función de corriente potencial. Fuerzas que actúan sobre un circuito por el que circula corriente. Interacción de dos circuitos con corriente.
Conferencia 13. Inducción electromagnética. Ley de inducción electromagnética de Faraday y su forma diferencial. La regla de Lenz. Métodos de inducción para medir campos magnéticos. Toki Fuko. El fenómeno de la autoinducción. Corrientes extra de cierre y ruptura. Energía magnética de la corriente. Energía magnética de un sistema de circuitos actuales. Energía del campo magnético y su densidad volumétrica.
Conferencia 14. Magnético. El concepto de corrientes moleculares. El vector de magnetización de una sustancia y su conexión con las corrientes moleculares. Vector de intensidad de campo magnético. Permeabilidad magnética y susceptibilidad magnética de una sustancia. Ecuación de materiales para vectores de campo magnético. Condiciones de frontera para vectores de intensidad e inducción de campos magnéticos. Protección magnética. La influencia de la forma de un imán en su magnetización.
Conferencia 15. Clasificación de materiales magnéticos. Diamagnetos, paramagnetos y ferroimanes. Descripción clásica del diamagnetismo. Precesión de Larmor. Paramagnetismo. La teoría de Langevin. Portadores microscópicos de magnetismo. Experimento magnetomecánico de Einstein-de-Haas. El experimento mecanomagnético de Barnett. Relación giromagnética.
Conferencia 16. Ferromagnetos. Magnetización espontánea y temperatura de Curie. Estructura del dominio. Histéresis de magnetización, curva de Stoletov. Inducción residual y fuerza coercitiva. Dependencia de la temperatura de la magnetización. Fuerzas que actúan sobre imanes en un campo magnético.
Conferencia 17. Corrientes cuasi estacionarias. Condiciones para la cuasi estacionariedad. Procesos transitorios en circuitos RC y LC. Vibraciones electromagnéticas. Circuito oscilatorio. Vibraciones naturales en un circuito. Ecuación de vibraciones armónicas. Energía almacenada en el circuito. Oscilaciones amortiguadas. Índice de atenuación. Tiempo de relajacion. Decremento de amortiguación logarítmica. Factor de calidad del contorno. Oscilaciones en circuitos acoplados. Oscilaciones parciales y sus frecuencias. Vibraciones normales (modos).
Conferencia 18. Oscilaciones forzadas en el circuito. El proceso de establecimiento de oscilaciones forzadas. Corriente alterna sinusoidal. Resistencia activa, capacitiva e inductiva. Impedancia. Ley de Ohm para circuitos de corriente alterna. Método del diagrama vectorial y método de amplitud compleja.
Conferencia 19. Resonancia de voltaje. Tensiones y corrientes en resonancia. Ancho de la curva de resonancia. Resonancia de corrientes. Reglas de Kirchhoff para circuitos de corriente alterna. Funcionamiento y alimentación de CA. Valores efectivos de corriente y voltaje.
Conferencia 20. Aplicación técnica de las corrientes alternas. Generadores y motores eléctricos. Corriente trifásica. Obtención y utilización de un campo magnético giratorio. Conexión en estrella y triángulo de devanados. Tensiones de fase y línea. Transformador. Principio de funcionamiento, dispositivo, aplicación. Coeficiente de transformación. El papel del núcleo.
Conferencia 21. Corrientes de alta frecuencia. Efecto en la piel. Grosor de la capa de piel. El sistema de ecuaciones de Maxwell como generalización de datos experimentales. Corriente de conducción y corriente de desplazamiento. Transformaciones mutuas de campos eléctricos y magnéticos. Ondas electromagnéticas. Ecuación de onda. Vector de Umov-Poynting. La velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas.
Conferencia 22. Teoría clásica de la conductividad electrónica Drude – Lorentz. Experiencia de Tolman y Stewart. Leyes de Ohm, Joule-Lenz y Wiedemann-Franz. Limitaciones de la teoría electrónica clásica. El concepto de teoría de bandas de sólidos. Niveles de energía y formación de zonas de energía. El principio de Pauli. Estadísticas de Fermi-Dirac. Características de la estructura de bandas de dieléctricos, semiconductores y metales. Explicación de la conductividad de los sólidos mediante la teoría de bandas.
Conferencia 23. Semiconductores. Conductividad intrínseca y de impurezas de los semiconductores. Semiconductores tipo P y n, unión pn. Aplicaciones de los semiconductores: diodos semiconductores, transistores, fotodiodos, fotorresistores. Fenómenos de contacto. Diferencia de potencial de contacto. Termoelectricidad. Fuerza termomotriz. Termopares. Efecto Peltier. Fenómeno Thomson. Superconductividad. Propiedades básicas de los superconductores. Inducción magnética dentro de un superconductor. Efecto Meissner. Campo crítico. Superconductividad a alta temperatura. Aplicación de superconductores.
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