Klasyczna teoria elektromagnetyzmu, której zwarte sformułowanie stanowią równania Maxwella, jest jednym z wielkich triumfów intelektualnego wysiłku ludzkiego. Wspólnie z nierelatywistyczną mechaniką kwantową stanowi ona wystarczającą podstawę do zrozumienia znakomitej większości zjawisk fizycznych zachodzących na Ziemi i w przestrzeni kosmicznej. Jej zastosowania techniczne widoczne są na każdym kroku i mają zasadniczy wpływ na nasze codzienne życie. Jak każda teoria, jest ona oczywiście teorią przybliżoną. W dostatecznie krótkich odcinkach czasu lub na dostatecznie małych odległościach istotne stają się poprawki kwantowe do pól elektromagnetycznych. Jednakże zakres zjawisk opisywanych w zasadzie poprawnie przez klasyczną teorię elektromagnetyzmu jest zdumiewająco obszerny. Przy okazji ukazania się polskiego tłumaczenia drugiego wydania elektrodynamiki klasycznej warto zwrócić uwagę na ten jej uniwersalny i podstawowy charakter. Czytelnik nie dowie się z tej książki wiele o zastosowaniach technicznych. Jest ona przeznaczona dla tych, którzy chcą poznać podstawy elektromagnetyzmu zarówno w ujęciu tradycyjnym, jak i relatywistycznym. Książka zawiera wiele szczegółów matematycznych, jednakże zasadniczy nacisk położony jest na uwypuklenie znaczenia fizycznego omawianych zagadnień; takie przynajmniej były intencje autora. - [z Przedmowy do polskiego wydania]
SPIS RZECZY
Przedmowa do polskiego wydania
Przedmowa do drugiego wydania
Przedmowa do pierwszego wydania
WSTĘP
W.1. Równania Maxwella w próżni. Pola i ich źródła
W.2. Prawo Coulomba i masa fotonu
W.3. Zasada liniowej superpozycji
W.4. Równania Maxwella w ośrodkach makroskopowych
W.5. Warunki brzegowe na powierzchniach rozgraniczających dwa różne ośrodki
W.6. Przybliżenia w teorii elektromagnetyzmu
Literatura
ROZDZIAŁ 1. WSTĘP DO ELEKTROSTATYKI
1.1. Prawo Coulomba
1.2. Pole elektryczne
1.3. Prawo Gaussa
1.4. Różniczkowa postać prawa Gaussa
1.5. Dalsze równania elektrostatyki, potencjał skalarny
1.6. Rozkłady powierzchniowe ładunków i dipoli. Nieciągłość pola elektrycznego i potencjału
1.7. Równania Poissona i Laplace'a
1.8. Twierdzenie Greena
1.9. Jednoznaczność rozwiązań dla zagadnień brzegowych Dirichleta i Neumanna
1.10. Formalne rozwiązanie zagadnień brzegowych elektrostatyki za pomocą funkcji Greena
1.11. Elektrostatyczna energia potencjalna i gestość energii. Pojemność
Literatura
ROZDZIAŁ 2. ZAGADNIENIA BRZEGOWE W ELEKTROSTATYCE. CZĘŚĆ I
2.1. Metoda obrazów
2.2. Ładunek punktowy w obecności uziemionej kuli przewodzącej
2.3. Ładunek punktowy w obecności izolowanej i naładowanej kuli przewodzącej
2.4. Ładunek punktowy w pobliżu kuli przewodzącej o ustalonym potencjale
2.5. Metoda obrazów w zastosowaniu do kuli przewodzącej w jednorodnym polu elektrycznym
2.6. Funkcja Greena dla kuli. Ogólne rozwiązanie na potencjał
2.7. Kula przewodząca, której dwie półkule mają różne potencjały
2.8. Rozwinięcia na funkcje ortogonalne
2.9. Separacja zmiennych. Równanie Laplace'a we współrzędnych prostokątnych
2.10. Zagadnienia dwuwymiarowe. Sumowanie szeregów Fouriera
2.11. Pola i gęstości ładunku w dwuwymiarowych narożnikach i wzdłuż krawędzi
Literatura
Zadania
ROZDZIAŁ 3. ZAGADNIENIA BRZEGOWE W ELEKTROSTATYCE. CZĘŚĆ II
3.1. Równanie Laplace'a we współrzędnych sferycznych
3.2. Równanie Legendre'a i wielomiany Legendre'a
3.3. Zagadnienia brzegowe o symetrii osiowej
3.4. Pole elektrostatyczne w stożkowych zagłębieniach i wokół ostrych występów
3.5. Stowarzyszone wielomiany Legendre'a i harmoniki sferyczne Y lm (θ.ф)
3.6. Wzór sumacyjny dla harmonik sferycznych
3.7. Równanie Laplace'a we współrzędnych walcowych. Funkcje Bessela
3.8. Zagadnienia brzegowe we współrzędnych walcowych
3.9. Rozwinięcie funkcji Greena we współrzędnych sferycznych
3.10. Znajdowanie potencjału za pomocą funkcji Greena w postaci rozwinięcia na funkcje sferyczne
3.11. Rozwinięcie funkcji Greena we współrzędnych walcowych
3.12. Rozwinięcia funkcji Greena na funkcje własne
3.13. Mieszane warunki brzegowe. Przewodząca płaszczyzna z kolistym otworem
Literatura
Zadania
ROZDZIAŁ 4. MULTIPOLE. ELEKTROSTATYKA OŚRODKÓW MAKROSKOPOWYCH. DIELEKTRYKI
4.1. Rozwinięcie multipolowe
4.2. Rozwinięcie multipolowe energii rozkładu ładunków w polu zewnętrznym
4.3. Wprowadzenie do zagadnień elektrostatyki w obecności ośrodków inaterialnych
4.4. Zagadnienia brzegowe w obecności dielektryków
4.5. Polaryzowalność cząsteczkowa i podatność elektryczna
4.6. Modele polaryzowalności cząsteczkowej
4.7. Energia elektrostatyczna w ośrodkach dielektrycznych
Literatura
Zadania
ROZDZIAŁ 5. MAGNETOSTATYKA
5.1. Wstęp i definicje
5.2. Prawo Biota-Savarta
5.3. Równania różniczkowe magnetostatyki. Prawo Ampère'a
5.4. Potencjał wektorowy
5.5. Potencjał wektorowy i indukcja magnetyczna dla kołowego przewodnika z prądeni
5.6. Pole magnetyczne zlokalizowanego rozkładu prądu. Moment magnetyczny
5.7. Siła i moment siły działające na zlokalizowany rozkład prądu w zewnętrznym polu magnetycznym. Energia zlokalizowanego rozkladu prądu w zewnętrznym polu magnetycznym
5.8. Równania makroskopowe. Warunki brzegowe na B i H
5.9. Metody rozwiązywania zagadnień brzegowych w magnetostatyce
5.10. Jednorodnie namagnesowana kula
5.11. Namagnesowana kula w polu zewnętrznym. Magnesy stale
5.12. Ekranowanie magnetyczne. Magnetyczna powłoka kulista w polu jednorodnym
5.13. Zagadnienie otworu kołowego w doskonale przewodzącej płaszczyźnie umieszczonej w polu magnetycznym, które po jednej jej stronie jest asymptotycznie jednorodne i styczne do płaszczyzny
Literatura
Zadania
ROZDZIAŁ 6. POLA ZMIENNE W CZASIE. RÓWNANIA MAXWELLA. PRAWA ZACHOWANIA
6.1. Prawo indukcji Faradaya
6.2. Energia zmagazynowana w polu magnetycznym
6.3. Prąd przesunięcia Maxwella. Równania Maxwella
6.4. Potencjał wektorowy i skalarny
6.5. Transformacje cechowania. Cechowanie Lorentza. Cechowanie Coulomba
6.6. Funkcja Greena dla równania falowego
6.7. Wyprowadzenie makroskopowych równań elektromagnetyzmu
6.8. Twierdzenie Poyntinga. Zasady zachowania energii i pędu dla układu złożonego z naładowanych cząstek i pola elektromagnetycznego
6.9. Prawa zachowania dla ośrodków makroskopowych
6.10. Twierdzenie Poyntinga dla pól harmonicznych. Polowe definicje oporu pozornego i przewodności pozornej
6.11. Własności transformacyjne pól elektromagnetycznych i źródeł pod wpływem obrotów odbić przestrzennych i odwrócenia czasu
6.12. O zagadnieniu monopola magnetycznego
6.13. Dyskusja warunku kwantyzacji Diraca
Literatura
Zadania
ROZDZIAŁ 7. ELEKTROMAGNETYCZNE FALE PŁASKIE I ROZCHODZENIE SIĘ FAL
7.1. Fale plaskie w ośrodku nieprzewodzącym
7.2. Polaryzacja liniowa i kołowa. Parametry Stokesa
7.3. Odbicie i załamanie fal elektromagnetycznych na płaskiej granicy pomiędzy dielektrykami
7.4. Polaryzacja przez odbicie i całkowite odbicie wewnętrzne
7.5. Dyspersja w dielektrykach, przewodnikach i w plazmie
7.6. Uproszczony model rozchodzenia się fal w jonosferze i magnetosferze
7.7. Fale w ośrodku przewodzącym
7.8. Superpozycja fal jednowymiarowych. Prędkość grupowa
7.9. Przykład rozpływania się impulsu podczas jego rozchodzenia się w ośrodku dysper syjnym
7.10. Ograniczenia nakładane na związek pomiędzy polami D i E przez warunek przyczynowości. Relacje Kramersa-Kroniga
7.11. Zagadnienie dotarcia sygnału rozchodzącego się w ośrodku dyspersyjnym
Literatura
Zadania
ROZDZIAŁ 8. FALOWODY I REZONATORY
8.1. Pola na powierzchni i wewnątrz przewodnika
8.2. Cylindryczne wnęki rezonansowe i falowody
8.3. Falowody
8.4. Fale w falowodzie prostokątnym
8.5. Przepływ energii i tlumienie w falowodach
8.6. Zaburzanie warunków brzegowych
8.7. Wnęki rezonansowe
8.8. Straty mocy we wnęce. Dobroć wnęki Q
8.9. Ziemia i jonosfera jako wnęka rezonansowa. Rezonanse Schumanna
8.10. Falowody dielektryczne
8.11. Rozwinięcie na fale własne. Pola wytwarzane w falowodzie przez zlokalizowane źródło
8.12. Odbicie i przepuszczalność przez płaskie przesłony. Przybliżenie wariacyjne
8.13. Impedancja płaskiego paska przewodzącego, równoleglego do pola elektrycznego w falowodzie prostokątnym
Literatura
Zadania
ROZDZIAŁ 9. PROSTE UKŁADY PROMIENIUJĄCE. ROZPRASZANIE. DYFRAKCJA
9.1. Pola i promieniowanie dla oscylującego źródła zlokalizowanego
9.2. Promieniowanie i pola dipola elektrycznego
9.3. Pola dipola magnetycznego i kwadrupola elektrycznego
9.4. Zasilana w środku antena liniowa
9.5. Rozwinięcie multipolowe dla zlokalizowanego źródła lub otworu w falowodzie
9.6. Rozpraszanie przy dużych długościach fali
9.7. Perturbacyjna teoria rozpraszania. Wyjaśnienie Rayleigha niebieskiego koloru nieba. Rozpraszanie przez gazy i ciecze
9.8. Skalarna teoria dyfrakcji
9.9. Wektorowe odpowiedniki całkowego wzoru Kirchhoffa
9.10. Wektorowa teoria dyfrakcji
9.11. Zasada Babineta dla uzupełniających się ekranów
9.12. Dyfrakcja na otworze kołowym. Uwagi o małych otworach
9.13. Rozpraszanie w granicy krótkofalowej
9.14. Twierdzenie optyczne i związane z nim zagadnienia
Literatura
Zadania
ROZDZIAŁ 10. MAGNETOHYDRODYNAMIKA I FIZYKA PLAZMY
10.1. Wstęp i definicje
10.2. Równania magnetohydrodynamiki
10.3. Dyfuzja pola magnetycznego. Lepkość. Ciśnienie
10.4. Przepływ magnetohydrodynamiczny pomiędzy powierzchniami ograniczającymi w skrzyżowanych polach elektrycznym i magnetycznym
10.5. Zjawisko pinchu.
10.6. Niestabilności kolumny pinchu plazmowego
10.7. Fale magnetohydrodynamiczne
10.8. Oscylacje plazmowe
10.9. Oscylacje plazmowe w granicy krótkofalowej. Promień ekranowania Debyea '
Literatura
Zadania
ROZDZIAŁ 11. SZCZEGÓLNA TEORIA WZGLĘDNOŚCI
11.1. Sytuacja przed rokiem 1900. Dwa postulaty Einsteina
11.2. Niektóre nowsze doświadczenia
11.3. Transformacja Lorentza i podstawowe wyniki kinematyczne szczególnej teorii względności
11.4. Dodawanie prędkości. Czteroprędkość
11.5. Relatywistyczny pęd i energia cząstki
11.6. Własności matematyczne czasoprzestrzeni w szczególnej teorii względności
11.7. Reprezentacja macierzowa transformacji Lorentza. Generatory infinitezymalne
11.8. Precesja Thomasa
11.9. Niezmienniczość ładunku elektrycznego. Współzmienniczość elektrodynamiki
11.10. Transformacja pól elektromagnetycznych
11.11. Relatywistyczne równanie ruchu dla spinu w jednorodnym lub wolno zmiennym polu zewnętrznym
11.12. Uwagi dotyczące oznaczeń i jednostek w kinematyce relatywistycznej
Literatura
Zadania
ROZDZIAŁ 12. DYNAMIKA CZĄSTEK RELATYWISTYCZNYCH I POLA ELEKTROMAGNETYCZNEGO
12.1. Lagrangian i hamiltonian dla relatywistycznej naładowanej cząstki w zewnętrznym polu elektromagnetycznym
12.2. O możliwości wyprowadzenia pola magnetycznego, siły Lorentza i równań Maxwella z prawa Coulomba i kinematyki relatywistycznej
12.3. Ruch w jednorodnym, statycznym polu magnetycznym
12.4. Ruch w jednorodnych, statycznych polach elektrycznym i magnetycznym
12.5. Unoszenie cząstek w niejednorodnym, statycznym polu magnetycznym
12.6. Adiabatyczna niezmienniczość strumienia przez orbite cząstki
12.7. Poprawki relatywistyczne najniższego rzędu do funkcji Lagrange'a dla oddziałujacych naładowanych cząstek. Lagrangian Darwina
12.8. Lagrangian dla pola elektromagnetycznego
12.9. Lagrangian Proca. Uwzględnienie hipotetycznej masy fotonu
12.10. Kanoniczny i symetryczny tensor energii-pedu. Prawa zachowania
12.11. Współzmiennicze rozwiązania równania falowego. Niezmiennicze funkcje Greena
Literatura
Zadania
ROZDZIAŁ 13. ZDERZENIA NAŁADOWANYCH CZĄSTEK. STRATY ENERGII I ROZPRASZANIE
13.1. Przekaz energii w zderzeniu kulombowskim
13.2. Przekaz energii ładunkowi związanemu siłą harmoniczną
13.3. Klasyczne i kwantowe wzory na straty energii
13.4. Wpływ polaryzacji ośrodka na zderzeniowe straty energii
13.5. Promieniowanie Czerenkowa
13.6. Straty energii w plazmie elektronowej
13.7. Elastyczne rozpraszanie szybkich cząstek przez atomy
13.8. Średni kwadratowy kąt rozproszenia i rozkład kątowy dla rozpraszania wielokrotnego
Literatura
Zadania
ROZDZIAŁ 14. PROMIENIOWANIE PORUSZAJĄCYCH SIĘ ŁADUNKÓW
14.1. Potencjały Liénarda-Wiecherta i pola dla ładunku punktowego
14.2. Całkowita moc wypromieniowywana przez przyspieszany ładunek. Wzór Larmora i jego relatywistyczne uogólnieni
14.3. Rozkład kątowy promieniowania emitowanego przez przyspieszany ładunek
14.4. Promieniowanie ładunku dla dowolnego skrajnie relatywistyeznego ruchu
14.5. Rozkład widmowy i kątowy energii wypromieniowywanej przez przyspieszane ładunki
14.6. Widmo częstości promieniowania emitowanego przez naładowaną czastkę relatywistyczną w ruchu jednostajnym po okręgu
14.7. Rozpraszanie Thomsona
14.8. Rozpraszanie promieniowania przez cząstki kwaziswobodne. Rozpraszanie koherentne i niekoherentne
14.9. Promieniowanie przejścia
Literatura
Zadania
ROZDZIAŁ 15. PROMIENIOWANIE HAMOWANIA. METODA WIRTUALNYCH FOTONÓW. PROMIENISTE PROCESY BETA
15.1. Promieniowanie emitowane podczas zderzenia
15.2. Promieniowanie hamowania w zderzeniu kulombowskim
15.3. Wpływ ekranowania. Relatywistyczne promieniste straty energii
15.4. Metoda wirtualnych fotonów Weizsäckera-Williamsa
15.5. Promieniowanie hamowania jako rozpraszanie wirtualnych fotonów
15.6. Promieniowanie emitowane podczas rozpadu beta
15.7. Promieniowanie emitowane podczas wychwytu elektronu z powłoki atomowej. Anihilacja ładunku i momentu magnetycznego
Literatura
Zadania
ROZDZIAŁ 16. POLA MULTIPOLOWE
16.1. Podstawowe rozwiązania skalarnego równania falowego w postaci fal kulistych
16.2. Rozwinięcie multipolowe pól elektromagnetycznych
16.3. Własności pól multipolowych. Energia i moment pedu promieniowania multipologo
16.4. Rozkład kątowy promieniowania multipolowego
16.5. Źródła promieniowania multipolowego. Momenty multipolowe
16.6. Promieniowanie multipolowe układów atomowych i jądrowych
16.7. Promieniowanie anteny liniowej zasilanej w środku
16.8. Rozwinięcie wektorowej fali plaskiej na fale kuliste
16.9. Rozpraszanie fal elektromagnetycznych na kuli
16.10. Metoda rozwinięć multipolowych w zagadnieniach brzegowych
Literatura
Zadania
ROZDZIAŁ 17. TŁUMIENIE PROMIENISTE. POLA SAMOODDZIAŁYWANIA CZĄSTKI. ROZPRASZANIE I ABSORPCJA PROMIENIOWANIA NA UKŁADACH ZWIĄZANYCH
17.1. Uwagi wstępne
17.2. Sila samooddzialywania promienistego z zasady zachowania energii
17.3. Wyprowadzenie Abrahama-Lorentza dla siły samooddziaływania
17.4. Trudności modelu Abrahama-Lorentza
17.5. WspóŁzmiennicze definicje elektromagnetycznych energii i pędu
17.6. Różniczkowo-całkowe równanie ruchu uwzględniające tłumienie promieniste
17.7. Szerokość linii i przesunięcie poziomów oscylatora harmonicznego
17.8. Rozpraszanie i absorpcja promieniowania przez oscylator harmoniczny
Literatura
Zadania
UZUPEŁNIENIE. JEDNOSTKI I WYMIARY
1. Jednostki i wymiary. Jednostki podstawowe i pochodne
2. Jednostki i równania elektromagnetyzmu
3. Różne układy jednostek elektromagnetycznych
4. Zamiana równań i wartości wielkości fizycznych pomiędzy układami jednostek Gaussa i MKSA
Bibliografia
Skorowidz nazwisk
Skorowidz rzeczowy
