Вопросы к экзамену по курсу «Электродинамика»
1) Исходные положения к получению уравнений Максвелла.
2) Ток смещения.
3) Интегральная форма уравнений Максвелла. Физический смысл составных частей уравнений.
4) Уравнения Максвелла в дифференциальной форме. Уравнения Максвелла для полей при гармонической зависимости от времени.
5) Граничные условия для нормальных составляющих векторов электромагнитного поля. Граничные условия для касательных составляющих векторов электромагнитного поля.
6) Граничные условия для векторов напряженности электрического и магнитного полей на поверхности идеального проводника.
7) Векторный и скалярный потенциалы электромагнитного поля. Их связь с векторами напряженности электрического и магнитного полей.
8) Уравнения Даламбера для скалярного и векторного потенциалов электромагнитного поля. Условия калибровки (калибровка Лоренца, калибровка Кулона) для потенциалов. Скорость света.
9) Уравнения Гельмгольца. Уравнение плоской однородной монохроматической бегущей волны. Характеристическое сопротивление среды.
10) Фазовая скорость плоской электромагнитной волны в неограниченной среде без потерь. Зависимость фазовой скорости электромагнитной волны от параметров среды, в которой она распространяется.
11) Дисперсия фазовой скорости электромагнитной волны. Групповая скорость.
12) Пространственная дисперсия и временная дисперсия среды. Модель процесса поляризации среды: модель Дебая, модель Друде-Лоренца. Комплексная диэлектрическая проницаемость диспергирующей среды.
13) Тангенс угла электрических потерь, как критерий классификации сред. Волновое число, характеристическое сопротивление, длина волны, вектор Пойнтинга в диспергирующей среде.
14) Фазовая и групповая скорость волны в диспергирующей среде. Скорость распространения энергии электромагнитного поля в диспергирующей среде.
15) Уравнение баланса мощности в дифференциальной и в интегральной форме для мгновенных значений мощностей в электромагнитном поле. Вектор Умова-Пойнтинга.
16) Уравнение баланса энергии гармонических колебаний. Комплексный вектор Умова-Пойнтинга.
17) Лемма Лоренца и вывод основного соотношения теоремы взаимности в электродинамике.
23) Поляризация электромагнитных волн. Плоскость поляризации поперечной электромагнитной волны. Волны с линейной поляризацией. Волны с эллиптической поляризацией. Волны с круговой поляризацией.
24) Падение нормально поляризованной волны на границу раздела двух сред под произвольным углом. Законы Снеллиуса.
25) Падение параллельно поляризованной волны на границу раздела двух сред под произвольным углом.
26) Нормальное падение плоской волны на границу раздела двух сред. Режимы распространения волны в первой среде при нормальном падении: режим с частичным отражением, режим бегущих волн, режим стоячих волн.
27) Падение электромагнитной волны на границу раздела двух сред. Условие полного прохождения волны во вторую среду. Условие полного отражения волны от границы раздела двух сред.
28) Классификация направляющих систем. Распространение волны в закрытом регулярном волноводе с однородной изотропной средой. Продольное и поперечное волновые числа в волноводе.
29) Распространение электромагнитных волн в закрытом регулярном волноводе. Волна электрического типа. Волна магнитного типа. Закон дисперсии волны в волноводе. Частота отсечки. Продольное распределение полей в регулярном волноводе.
30) Структуры полей в прямоугольном волноводе. Примеры распределения силовых линий для высших типов поля. Критическая длина волны в прямоугольном волноводе. Закон дисперсии. Фазовая и групповая скорости волны в волноводе.
31) Основной тип поля в прямоугольном волноводе. Волновое сопротивление. Критическая длина волны. Распределение токов проводимости по стенкам волновода, возбуждаемых полем основного типа.
32) Поток мощности в волноводе. Волновое сопротивление волновода.
33) Основные характеристики волн электрического типа в прямоугольном волноводе. Основные характеристики волн магнитного типа в прямоугольном волноводе.
34) Структура полей в круглом волноводе. Критическая длина волны для волн электрического типа и для волн магнитного типа. Основной тип поля в круглом волноводе. Симметричные поля в круглом волноводе.
35) Прямоугольный объемный резонатор. Собственные колебания в прямоугольном объемном резонаторе. Распределение электромагнитного поля в резонаторе.
36) Собственная частота прямоугольного объемного резонатора. Добротность объемного резонатора.
37) Микрополосковый резонатор. Собственная частота микрополоскового резонатора. Добротность резонатора.
38) Возбуждение объемного резонатора. Баланс энергии в объемном резонаторе. Сопротивление излучения штыря в резонаторе.
39) Типы линий передачи с ТЕМ волнами и квази-ТЕМ волнами. Вывод телеграфных уравнений. Физический смысл составных частей уравнений.
40) Волновые параметры линии передачи с ТЕМ волнами и их связь с параметрами линии: волновое число, волновое сопротивление.
41) Режимы распространения волн в линии передачи. Коэффициент отражения, КСВ. Изменение импеданса вдоль линии передачи.
42) Квази-ТЕМ волна в линии передачи. Способы описания и количественного определения характеристик на примере микрополосковой линии передачи.
43) Типы волн, распространяющихся в коаксиальной линии передачи.