В. В. Никольский. Учебное пособие. Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», М., 544 стр. с илл.
Систематически излагается теория электромагнетизма с акцентом на радиотехническую электродинамику. Построение дедуктивное: после обсуждения исходных понятий и уравнений рассматриваются подчиненные 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. Значительное внимание уделено различным объектам радиотехники. Рассматриваются различные волноводы и резонаторы, периодические и квазиоптические системы, распространение радиоволн в природных условиях. Затрагиваются вопросы, связанные с «интегральными схемами СВЧ» в их электродинамической трактовке, и применение ЭВМ при проектировании электродинамических объектов радиотехники. Обсуждаются некоторые особенности полей в анизотропных, активных и нелинейных средах.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ко второму изданию.......'.'.'.'.'.'.... 9
Введение ................
Глава 1
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И УРАВНЕНИЯ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ
13
I. Уравнения Максвелла...................
§ 1. Электромагнитное поле..................
§ 2. Основные уравнения Максвелла............
§ 3. Система уравнений Максвелла...............
чо
II. Свойства сред и граничные условия............. ои
§ 4. Поляризация и намагничивание.............. 30
§ 5. Электропроводность................... 34
§ 6. Поля на границах раздела сред.............. зэ
III. Энергия электромагнитного поля.............. 46
§ 7. Электромагнитное поле и превращения энергии........ 46
§ 8. Уравнение баланса энергии................ 50
§ 9. Локализация и движение энергии электромагнитного поли .... 54
§ 10. Резюме к главе 1.................... ^7
Глава 2 КЛАССЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ЯВЛЕНИИ
I. Электростатика...................... 60
§ И. Основные уравнения электростатики............ 60
§ 12. Простейшие электростатические поля............ 64
§ 13. Проводники и диэлектрики в электростатическом поле...... 70
§ 14. Энергия электростатического поля............. 81
П. Стационарное магнитное поле ................ 84
§ 15. Основные уравнения стационарного магнитного поля...... 84
§ 16. Простейшие стационарные магнитные поля.......... 90
§ 17. Энергия стационарного магнитного поля.........- = 90
4 ОГЛАВЛЕНИЕ
III. Стационарное и квазистационарное электромагнитные поля .... 101
§ 18. Общие свойства стационарного электромагнитного поля.....101
§ 19. Квазистационарное электромагнитное поле и цепь переменного тока 105
IV. Электромагнитное поле, гармоническое во времени........108
§ 20. Основные уравнения электродинамики............108
§ 21. Баланс энергии при гармонических колебаниях.........115
§ 22. Физическая содержательность решений задач электродинамики . .119 § 23. Резюме к главе 2....................124
Глава 3 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ
I. Плоские однородные волны......... •........127
§ 24. Общие сведения о волнах.................127
§ 25. Плоские однородные электромагнитные волны.........133
§ 26. Распространение электромагнитных сигналов.........144
II. Волны при наличии плоской границы раздела сред........143
§ 27. Падение волны на границу раздела сред...........148
§ 28. Виды волновых процессов при наличии плоских границ.....156
§ 29. Резонансы и направляемые волны в плоских системах......166
§ 30. Преломление при поглощении и поверхностный эффект.....175
III. Локально плоские волны и лучевые представления.......182
§ 31. Локально плоские волны и понятия геометрической оптики .... 182
§ 32. Лучи в неоднородных средах. Рефракция...........189
§ 33. Резюме к главе 3....................194
Глава 4 ИЗЛУЧЕНИЕ И ДИФРАКЦИЯ
I. Излучение........................197
§ 34. Основная задача об излучении..............197
§ 35. Элементарный электрический излучатель...........202
§ 36. Принцип двойственности и элементарный магнитный излучатель . .211
§ 37. Обобщенная задача об излучении и принцип Гюйгенса.....216
§ 38. Принцип взаимности...................224
II. Дифракция.......................228
§ 39. Явления дифракции и электродинамические задачи.......228
§ 40. Дифракция Фраунгофера на отверстии............236
§ 41. Дифракция Френеля на отверстии..............241
§ 42. Взаимно дополнительные экраны..............249
§ 43. Дифракция на цилиндре и шаре..............253
§ 44. Резюме к главе 4....................263
ОГЛАВЛЕНИЕ о
Глава 5 НАПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ И РЕЗОНАТОРЫ
265 ! Общая теория направляемых волн..........• • • •
« 45 Плоские неоднородные волны в направляющих системах.....265
& 4fi Общие свойства направляемых волн.............
! 47 Пе^дача энергии и учет поглощения в направляющих системах . . 278
' 9Я4-
II. Продольно однородные направляющие системы.........<">*
•§ 48 Прямоугольный волновод.................
§ 49. Круглый волновод и другие полые волноводы.........^
§ 50. Многосвязные направляющие системы............
§ 51. Системы с неоднородной средой..............^
« 52. Действие реального проводника..............
325
III. Объемные резонаторы..................
§ 53. Общие свойства свободных колебаний............3
§ 54. Примеры объемных резонаторов..............
ОЛО
IV. Периодические и квазиоптические системы...........0^
§ 55. Периодические системы и принцип импедансной поверхности . , .342
§ 56. Квазиоптические направляющие системы и резонаторы.....349
§ 57. Резюме к главе 5....................356
Глава 6
ИЗЛУЧЕНИЕ И ДИФРАКЦИЯ В ВОЛНОВОДАХ И РЕЗОНАТОРАХ. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ НЕРЕГУЛЯРНЫХ СИСТЕМ
I. Возбуждение волноводов и резонаторов............359
§ 58. Вынужденные колебания резонаторов............359
§ 59. Вынужденные волны волноводов..............369
II. Волиоводная дифракция. Методы алгоритмизации нерегулярных систем 375
§ 60. Волноводная дифракция.................375
§ 61. Построение математических моделей нерегулярных систем .... 385 § 62. Сложные электродинамические системы и проблемы автоматизированного проектирования..................392
§ 63. Резюме к главе 6....................398
Г л а в а 7
ОСОБЕННОСТИ ПОЛЕЙ В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ. РАДИОВОЛНЫ В ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЯХ
I- Поля и заряженные частицы. Модели сред...........401
§ 64. Частицы в стационарных полях..............401
§ 65. Частицы в гармонически колеблющихся полях.........409
6 ОГЛАВЛЕНИЕ
II. Распространение радиоволн ................412'
§ 66. Первоначальные представления о радиолиниях.........412
§ 67. Влияние поверхности Земли. Общий подход.........419
§ 68. Земные радиоволны...................428
§ 69. Влияние тропосферы...................440-
§ 70. Радиоволны в ионосфере.................446
§ 71. Диапазонные особенности распространения радиоволн......455
III. Анизотропные среды...................46$
§ 72. Природа и проявления анизотропии............46$
§ 73. Поля и волны в гиротропных средах............471
§ 74. Гиротропия в радиотехнике................481'
IV. Активные и нелинейные среды...............490
§ 75. Поля и волны в активных средах..............490=
§ 76. Природа и проявления нелинейности............496-
§ 77. Волновые процессы в нелинейных средах...........503-
§ 78. Резюме к главе 7....................509-
ПРИЛОЖЕНИЯ
П. 1. Векторы .......................511
П. 2. Дельта-функция Дирака.................51Ф
П. 3. Метод комплексных амплитуд...............516-
П. 4. Вращение декартовой системы координат...........518
П. 5. Об уравнениях математической физики...........519
П. 6. Специальные функции..................524
П. 7. Методы разделения переменных..............529'
П. 8 Ряды Фурье и ортогональные системы............534
П. 9. Сведения о матрицах...................538-
Литература........................541
ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ
Книга предназначена служить основным учебным материалом по курсу «Электродинамика и распространение радиоволн».
В предлагаемом втором издании произведена существенная переработка, причем подверглись значительным изменениям как общий план книги, так и методика изложения отдельных тем. Прямое сокращение объема книги, однако, затронуло лишь второстепенные темы. Так, в новом издании отсутствует отдельная глава о статических и стационарных полях; не излагается теория возмущений. Зато —в соответствии с требованиями новой программы—расширен материал о применении ЭВМ: введена специальная глава (шестая), в которой показано, как алгоритмизация электродинамических задач смыкается с проблематикой машинного проектирования. Включен (хотя и в небольшом объеме) материал, касающийся «интегральных схем» СВЧ и оптических волноводов.
В отличие от первого издания распространение радиоволн в природных условиях излагается в отдельной (седьмой) главе. Здесь все традиционные для радиотехнического образования вопросы рассмотрены относительно лаконично; материал, однако, не обеднен, так как он базируется на предварительной подготовке читателя (действие плоских границ, дифракция, оптика неоднородных сред основательно рассмотрены в предшествующих главах). В этой же главе кратко обсуждаются электромагнитные процессы в различных средах, важных для техники, — анизотропных (в особенности гиротропных), активных, нелинейных.
Нет сомнении, что курс «Электродинамика и распространение радиоволн», соприкасаясь с другими радиотехническими дисциплинами (наиболее тесно с курсом «Антенны и устройства СВЧ»), должен сохранять роль базового. Эта роль распространяется
Цена: 300руб.
