Вышедшая в 1952 г. книга Г. Альвена «Космическая электродинамика» завоевала широкую известность как классическое изложение основ магнито-гидродинамики. В 1963 г. в Англии вышло 2-е переработанное и дополненное издание книги, а в 1965 г. — третье издание.
Книга включает вывод основных уравнений, метод ведущего центра для расчета движения заряда в магнитном поле, а также теорию магнито-гидродинамических волн. Новое издание дополнено изложением вопросов генерации магнитного поля, а также теорией плазмы в магнитном поле с приложением к проблемам геофизики и управляемых термоядерных реакций.
Книга написана четким, ясным языком, главное внимание уделено основным физическим принципам. Это делает книгу доступной широкому кругу читателей: физикам, геофизикам, астрономам, механикам, инженерам-физикам — как теоретикам, так и экспериментаторам, студентам и аспирантам соответствующих специальностей.
Систематически излагается теория электромагнетизма с акцентом на радиотехническую электродинамику. Построение дедуктивное: после обсуждения исходных понятий и уравнений рассматриваются подчинённые выводы (с анализом) и приложения к частным проблемам.
Статическим и стационарным полям уделяется сравнительно мало внимания. Основным предметом изучения являются электромагнитные волны. На базе общих положений электродинамики описываются простейшие волновые процессы, а затем процессы излучения и дифракции. Далее подробно рассматриваются направляемые волны и особенности сред. После общего знакомства с простейшими волновыми процессами поднимаются вопросы распространения радиоволн в природных условиях; по мере углубления теоретической подготовки этот материал постепенно развивается в последующих главах.
Значительное внимание уделено различным объектам радиотехники. Подробно излагаются вопросы линий волноводов и различных линий передачи, волноводных устройств и резонаторов для радиотехнических систем. В разделе о волноводных средах описаны искусственные диэлектрики и устройства с направляющими слоями. Затронуты вопросы распространения волн в анизотропных средах. Даётся представление о современных методах расчётов электродинамических систем.
Книга предназначена служить учебным пособием по программе курса «Электродинамика и распространение радиоволн» радиотехнических специальностей вузов (0701).
В монографии представлены оригинальные решения некоторых проблем Теоретической Физики, часть из которых неоправданно оставлены в стороне магистрального развития науки, часть, наоборот, постоянно на слуху и представляются глубоко фундаментальными и даже философскими, и, наконец, часть проблем “лабораторного” уровня, но заслуживающих внимания с общепознавательных позиций.
Книга предназначена для научных работников, преподавателей и студентов физических специальностей, а также будет интересна для широкого круга интересующихся Наукой читателей.
Петли с током, или магнитные диполи, не только создают магнитные поля, но и сами подвергаются действию силы, попав в магнитное поле других токов.
Рассмотрим сперва силы, действующие на прямоугольную петлю в однородном магнитном поле. Пусть ось z направлена по полю, а ось y лежит в плоскости петли, образующей с плоскостью xy угол θ (рис. 15.1). Тогда магнитный момент петли, будучи нормальным к ее плоскости, образует с магнитным полем тоже угол θ.
Несмотря на стремление авторов к строгому отбору материала, объем томов нашего Курса теоретической физики при каждом переиздании увеличивается. Конечно, это — естественное и неизбежное следствие быстрого развития науки. Но вместе с тем эти книги в результате все в меньшей степени могут служить в качестве учебного пособия для студентов, да и вообще для не профессиональных физиков-теоретиков.
В этой ситуации Лев Давидович Ландау в последние годы перед роковой автомобильной аварией с большим энтузиазмом относился к идее создания на базе полного курса также и краткого курса теоретической физики.
По его мысли, такой курс должен содержать минимальный объем сведений, который можно было бы рекомендовать всякому современному физику, вне зависимости от его специализации. Трагический случай помешал Л. Д. Ландау самому принять участие в осуществлении этого плана, и книга начинает выходить в свет уже после его смерти.
Если бы физика была чисто экспериментальной наукой, то ее задача исчерпывалась бы обнаружением и тщательным описанием тех или иных явлений природы.
Например, можно было бы довольствоваться наблюдением и описанием явлений свечения при прохождении тока через разреженные газы.
Такой метод работы в наше время с полным основанием считается неудовлетворительным, тем более, что даже современной технике информации не под силу создать картотеку, позволяющую указать, что будет происходить при заданных условиях в той или иной установке.
Как только ставится вопрос о взаимосвязи явлений, мы вступаем в область теории, которая связывает друг с другом наблюдаемые явления и не только объясняет обнаруженные, но и предсказывает новые явления, основываясь на более или менее непосредственной проверяемых основных гипотезах.
Выходом в свет настоящей книги заканчивается издание на русском языке шеститомного курса «Лекций по теоретической физике» известного немецкого физика Арнольда Зоммерфельда, научные исследования которого сыграли большую роль в развитии математической физики и в создании современной квантовой теории.
Ясно, что природа этой силы не электростатическая, так как при выключении тока взаимодействие исчезало. Поэтому это новое поле назвали магнитным. Такое название связано с тем, что Эрстед в 1820 году обнаружил влияние тока на магнитную стрелку.
В опыте Эрстеда при включении тока стрелка, находящаяся под прямым бесконечным током, располагалась перпендикулярно току. Если изменить направление тока в проводе, то стрелка повернется на 180°. Из этого следовало, что магнитное поле имеет направленный характер и должно характеризоваться векторной величиной.
Итак, движущиеся заряды создают вокруг себя магнитное поле, которое проявляется в действии силы на попадающие в это поле движущиеся заряды.
В настоящее время известно, что в основе всего разнообразия явлений природы лежат четыре фундаментальных взаимодействия между элементарными частицами – сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное.
Каждый вид взаимодействия связывается с определенной характеристикой частицы. Например, гравитационное взаимодействие зависит от масс частиц, электромагнитное – от электрических зарядов.
Введение новых программ по физике для средней школы, организация факультативных курсов физики, наличие физико-математических школ с расширенной программой вызвали потребность в пособиях, где основы классической и современной физики излагались бы значительно шире и глубже, чем это может быть сделано в стабильном учебнике.
Данная книга является первой частью двухтомника, в котором систематически излагаются основы физики на более современной основе, чем это обычно принято. Вопросы механики органически связаны с теорией относительности и соотношением неопределенностей, законы сохранения энергии, импульса и момента импульса — с принципами симметрии пространства и времени, основы термодинамики — с молекулярной статистикой и строением вещества, гидромеханика — с теорией ударных волн.
От читателя требуется лишь основательное знание физики, алгебры и начат тригонометрии в объеме восьмилетней школы. Вместе с тем это не книга для развлекательного чтения, работа над ней потребует от читателя серьезных усилий.
Книга предназначена для учащихся старших классов средней школы. Она может быть также полезна преподавателям физики школ и техникумов и студента вузов.
