Читать онлайн «Лекции по теоретической физике. Электродинамика. Термодинамика и статистическая физика»

Т. П. Шестакова Лекции по теоретической физике Электродинамика Термодинамика и статистическая физика Допущено УМО по классическому университетскому образованию РФ в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки ВО 03. 03. 02 — Физика Москва ♦ Ижевск 2014 УДК 537. 8 ББК 22. 313 Ш514 Шестакова Т. IL Лекции по теоретической физике. Электродинамика. Термодинамика и статистическая физика. — М. -Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2014. — 300 с. Книга содержит материал двух разделов базового университетского курса теоретической физики — электродинамики, а также термодинамики и статистической физики. Материал представлен в виде лекций, что определяет краткость изложения, в то же время математические выкладки приведены достаточно подробно. В разделе «Электродинамика» обсуждается вывод уравнений электромагнитного поля, законы сохранения, роль потенциалов электромагнитного поля, четырехмерная формулировка электродинамики, электродинамика как калибровочная теория, эффект Ааронова-Бома, свободное электромагнитное поле, запаздывающие потенциалы, поля зарядов и токов на больших расстояниях, излучение электромагнитных волн, основы электродинамики сплошных сред, электромагнитное поле в среде с пространственной и временной дисперсией. В разделе «Термодинамика и статистическая физика» излагаются основы статистической физики (включая интегрируемые и эргодические системы, эргодиче- скую гипотезу, статистическое описание квантовых систем), основы термодинамики, распределения Гиббса, Максвелла, Больцмана, термодинамика идеального газа, распределения Ферми и Бозе, твердые тела, фазовые переходы первого и второго рода (включая примеры фазовых переходов в сегнетоэлектриках и ферромагнетиках, модели Изинга и Гейзенберга). В книге приведена обширная дополнительная литература. Книга адресована в первую очередь студентам-физикам и может быть полезна также научным работникам и преподавателям теоретической физики. ISBN 978-5-93972-992-5 ББК 22. 313 © Т. П. Электродинамика 9 Глава I. Уравнения Максвелла 9 1. Вывод уравнений электромагнитного поля в вакууме 9 1. 1. Начало изучения электромагнитных явлений. Работы Фарадея и Максвелла 9 1. 2. Представление об электрическом поле. Уравнения электростатики 11 1. 3. Уравнения магнитостатики 13 1. 4. Связь электрических и магнитных явлений. Закон электромагнитной индукции 16 1. 5. Закон сохранения электрического заряда 18 1. 6. Окончательная форма уравнений поля. Физический смысл уравнений Максвелла 20 1. 7. Закон сохранения энергии для электромагнитного поля 21 1. 8. Закон сохранения импульса для электромагнитного поля 24 2. Потенциалы электромагнитного поля 26 2. 1. Связь между потенциалами и напряженностями электромагнитного поля 26 2. 2. Неоднозначность определения потенциалов. Калибровочные преобразования 27 2. 3. Четырехмерная формулировка электродинамики.