关于此课程： Что такое физика и зачем она нужна? Некоторые люди никогда не задаются таким вопросом. Некоторые считают, что физика нужна исключительно для создания различных «девайсов», например холодильников или мобильных телефонов. И они в чем-то правы, ведь сказал же Оскар Уайльд, что «Комфорт – это единственное, что может нам дать цивилизация». Для нас физика – это умение видеть и понимать окружающий мир, возможность творить то, о чем раньше даже и мечтать было сложно. Мы считаем, что для дальнейшего прогресса человечества необходимы ученые-физики, инженеры-физики и просто образованные люди. Мы готовы делиться нашими знаниями. Предлагаемый курс «Электростатика и магнитостатика» посвящен рассмотрению ключевых понятий этой области: уравнений Максвелла, записанных в статическом случае как внутри вещества, так и вне его, энергетических подходов для вычисления сил, действующих на объекты, находящиеся электростатическом или магнитном поле, а также рассмотрение свойств для постоянных токов. Сразу заметим – курс не очень простой, для его освоения слушателям необходимо владеть знаниями по физике в объеме школьной программы, основами дифференциального и интегрального исчисления и основами векторного исчисления. В течение 10 недель вам будут предлагаться для изучения видеолекции, физические демонстрации и семинары с разбором задач. Основные формулы и тезисы лекций представлены в виде кратких конспектов. Каждая учебная неделя содержит тест и 4 задачи для самостоятельного решения. Экзаменационные недели включают тест и 5 задач. В конце курса у слушателя есть возможность решить дополнительную контрольную работу из трёх задач повышенной сложности с ограничением по времени.
制作方： 莫斯科物理科学与技术学院
教学方： Станислав Козел, Профессор, доктор физико-математических наук
Кафедра общей физики МФТИ
教学方： Владимир Овчинкин, Доцент, кандидат технических наук
Кафедра общей физики МФТИ
教学方： Андрей Гавриков, Доцент, кандидат физико-математических наук
Кафедра общей физики МФТИ
| 承诺学习时间 | 5-8 hours/week |
| 语言 | Russian |
| 如何通过 | 通过所有计分作业以完成课程。 |
| 用户评分 |
授课大纲
第 1 周
Электрический заряд
Электрический заряд. Закон Кулона. Системы единиц измерения. Электростатическое поле. Напряженность электрического поля. Поле точечного заряда. Кулоновское поле. Принцип суперпозиции электрических полей. Напряженность поля диполя. Дипольный момент. Сила действующая на диполь во внешнем электростатическом поле. Закон сохранения заряда.
11 视频, 3 阅读材料, 1 练习测试
- 视频: Лекция 1.1. Введение
- 视频: Лекция 1.2. Закон Кулона. Системы единиц
- 视频: Лекция 1.3. Электрическое поле
- 阅读: Конспект
- 阅读: Справочник
- 阅读: Условия задач
- 视频: 1. Сравнение электрической и гравитационной сил
- 视频: 2. Поле на оси заряженного диска
- 视频: 3. Поле диполя
- 视频: 4. Диполь во внешнем поле
- 视频: 1. Притяжение наэлектризованных тел
- 视频: 2. Электроскоп. Электризация трением
- 视频: 3. Султанчики
- 视频: 4. Силовые линии электрического поля
- 练习测验: Тренажер
已评分: Тест 1
已评分: Задача 1.1
已评分: Задача 1.2
已评分: Задача 1.3
已评分: Задача 1.4
第 2 周
Теорема Гаусса
Поток вектора. Теорема Гаусса. Примеры применения. Консервативность электростатического поля. Теорема о циркуляции. Потенциал. Потенциала поля диполя. Потенциал шара, внесенного в электростатическое поле. Потенциал заряженного шара.
10 视频, 2 阅读材料
- 视频: Лекция 2.1. Теорема Гаусса
- 视频: Лекция 2.2. Применение теоремы Гаусса
- 视频: Лекция 2.3. Теорема о циркуляции
- 视频: Лекция 2.4. Потенциал
- 阅读: Конспект
- 阅读: Условия задач
- 视频: 1. Заряженный слой
- 视频: 2. Распределение заряда в шаре
- 视频: 3. Потенциал заряда и сферы
- 视频: 4. Потенциал заряженного шара в сферах
- 视频: 5. Потенциал равномерно заряженного шара
- 视频: 6. Распределение заряда на сфере
已评分: Тест 2
已评分: Задача 2.1
已评分: Задача 2.2
已评分: Задача 2.3
已评分: Задача 2.4
第 3 周
Электростатическое поле в вакууме
Основы векторного анализа. Локальная связь между потенциалом и напряженностью поля. Градиент. Дифференциальная (локальная) форма теоремы Гаусса. Дивергенция. Теорема о циркуляции в дифференциальной форме. Ротор. Формула Остроградского-Гаусса. Уравнение Пуассона. Уравнение Лапласа. Основная задача электростатики. Нахождение распределения потенциала по заданным граничным условиям. Теорема единственности. Метод электрических изображений.
9 视频, 2 阅读材料
- 视频: Лекция 3.1. Локальная связь между потенциалом и напряженностью поля
- 视频: Лекция 3.2. Дифференциальная форма теоремы Гаусса
- 视频: Лекция 3.3. Теорема о циркуляции в дифференциальной форме
- 视频: Лекция 3.4. Основная задача электростатики. Теорема единственности. Метод изображений
- 阅读: Конспект
- 阅读: Условия задач
- 视频: 1. Конденсатор с заземленной пластиной
- 视频: 2. Электростатическое поле в системе заряд — проводящая плоскость
- 视频: 3. Метод изображений. Прямой угол из проводящих пластин
- 视频: 4. Метод изображений. Заземленная и незаземленная проводящая сфера
- 视频: 5. Метод изображений. Проводящая тонкостенная сфера
已评分: Тест 3
已评分: Задача 3.1
已评分: Задача 3.2
已评分: Задача 3.3
已评分: Задача 3.4
第 4 周
Электростатическое поле в веществе
Электрическое поле в веществе. Проводники в электрическом поле. Поляризация диэлектриков. Вектор поляризации. Свободные и связанные заряды. Теорема Гаусса при наличии диэлектриков. Вектор электрической индукции. Поляризуемость и диэлектрическая проницаемость. Граничные условия на поверхности проводника и границе двух диэлектриков.
21 视频, 2 阅读材料
- 视频: Лекция 4.1. Проводники и диэлектрики
- 视频: Лекция 4.2. Теорема Гаусса для диэлектриков
- 视频: Лекция 4.3. Граничные условия на заряженной поверхности
- 视频: Лекция 4.4. Граничные условия для идеальных проводников
- 视频: Лекция 4.5. Граничные условия для диэлектриков
- 视频: Лекция 4.6. Конденсатор с диэлектриком
- 视频: Лекция 4.7. Поле точечного заряда в присутствии диэлектрика
- 视频: Лекция 4.8. Механизмы поляризации диэлектриков
- 阅读: Конспект
- 视频: 1. Металлический конус
- 视频: 2. Большой шар с малым отверстием
- 视频: 3. Сетка Кольбе
- 视频: 4. Клетка Фарадея
- 视频: 5. Электрический ветер. Вращение тел
- 视频: 6. Электрический ветер. Гашение свечи
- 视频: 7. Эффекты поляризации
- 阅读: Условия задач
- 视频: 1. Диэлектрик с замороженной поляризацией
- 视频: 2. Заряд над диэлектрическим полупространством
- 视频: 3. Циркуляция вектора электростатической индукции
- 视频: 4. Диэлектрический шар во вешнем поле
- 视频: 5. Сферический конденсатор с диэлектриком
- 视频: 6. Конденсатор с сегнетоэлектриком
已评分: Тест 4
已评分: Задача 4.1
已评分: Задача 4.2
已评分: Задача 4.3
已评分: Задача 4.4
第 5 周
Промежуточная контрольная работа
Повторение пройденного материала и промежуточная контрольная работа по первой части курса
已评分: Тест 5
已评分: Задача 5.1
已评分: Задача 5.2
已评分: Задача 5.3
已评分: Задача 5.4
已评分: Задача 5.5
第 6 周
Энергия электростатического поля
Электрическая ёмкость. Конденсаторы. Энергия электрического поля и её локализация в пространстве. Объёмная плотность энергии. Взаимная энергия зарядов. Энергия диполя в электрическом поле. Энергетический метод вычисления сил в электрическом поле.
18 视频, 2 阅读材料
- 视频: Лекция 6.1. Емкость. Конденсаторы
- 视频: Лекция 6.2. Энергия взаимодействия зарядов
- 视频: Лекция 6.3. Локализация электрической энергии
- 视频: Лекция 6.4. Энергетический метод вычисления сил
- 视频: Лекция 6.5. Вычисление сил при постоянных зарядах и постоянной разности потенциалов
- 视频: Лекция 6.6. Энергия электрического поля в диэлектриках
- 阅读: Конспект
- 视频: 1. Электроскоп. Зависимость емкости от присутствия других тел
- 视频: 2. Звонок Франклина
- 视频: 3. Емкость плоского конденсатора
- 视频: 4. Втягивание твердого диэлектрика в конденсатор
- 视频: 5. Втягивание жидкого диэлектрика в конденсатор
- 视频: 6. Взрыв проволочки
- 阅读: Условия задач
- 视频: 1. Энергетический радиус электрона
- 视频: 2. Работа по перемещению заряда
- 视频: 3. Давление на поверхности заряженной сферы
- 视频: 4. Энергия взаимодействия диполей
- 视频: 5. Разрезанный шар во внешнем поле
- 视频: 6. Конденсатор переменной емкости
已评分: Тест 6
已评分: Задача 6.1
已评分: Задача 6.2
已评分: Задача 6.3
已评分: Задача 6.4
第 7 周
Постоянный ток
Сила и плотность тока. Закон Ома в интегральной и дифференциальной формах. Электродвижущая сила. Правила Кирхгофа. Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля–Ленца. Объёмные токи.
10 视频, 2 阅读材料
- 视频: Лекция 7.1. Постоянный ток. Закон Ома
- 视频: Лекция 7.2. Постоянный ток. Стационарность
- 视频: Лекция 7.3. Постоянный ток. Объёмный заряд в проводнике
- 视频: Лекция 7.4. Постоянный ток. Законы Кирхгофа. ЭДС
- 阅读: Конспект
- 阅读: Условия задач
- 视频: 1. Объёмные токи
- 视频: 2. Объёмные токи в конденсаторе
- 视频: 3. Сопротивление пластины
- 视频: 4. Генератор Ван-де-Граафа
- 视频: 5. Законы Кирхгофа
- 视频: 6. Применение законов Джоуля-Ленца и Кирхгофа
已评分: Тест 7
已评分: Задача 7.1
已评分: Задача 7.2
已评分: Задача 7.3
已评分: Задача 7.4
第 8 周
Магнитное поле в вакууме
Магнитное поле постоянного тока в вакууме. Вектор магнитной индукции. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Сила Ампера. Закон Био–Савара. Магнитное поле равномерно движущегося точечного заряда. Рамка с током в магнитном поле. Магнитный момент тока. Теорема о циркуляции для магнитного поля в вакууме и её применение к расчету магнитных полей. Дифференциальная форма теоремы о циркуляции.
14 视频, 2 阅读材料
- 视频: Лекция 8.1. Магнитное поле постоянного тока в вакууме
- 视频: Лекция 8.2. Сила Лоренца. Магнитное поле равномерно движущегося точечного заряда
- 视频: Лекция 8.3. Магнитное поле бесконечного прямолинейного тока
- 视频: Лекция 8.4. Магнитное поле круглого витка на оси и длинной катушки
- 视频: Лекция 8.5. Теорема о циркуляции для магнитного поля в вакууме
- 视频: Лекция 8.6. Применение теоремы о циркуляции к расчету магнитных полей
- 阅读: Конспект
- 视频: 1. Магнитное поле прямого провода с током (опыт Эрстеда)
- 视频: 2. Взаимодействие токов (станок Ампера)
- 视频: 3. Притяжение и отталкивание параллельных проводников с током
- 阅读: Условия задач
- 视频: 1. Магнитное поле на оси соленоида
- 视频: 2. Сила взаимодействия заряженной плёнки и прямого провода
- 视频: 3. Магнитное поле в полости прямых проводников
- 视频: 4. Магнитный момент рамки
- 视频: 5. Магнитное поле в материале вращающегося цилиндра
已评分: Тест 8
已评分: Задача 8.1
已评分: Задача 8.2
已评分: Задача 8.3
已评分: Задача 8.4
第 9 周
Магнитное поле в веществе
Магнитная индукция и напряжённость поля. Вектор намагниченности. Токи проводимости и молекулярные токи. Теорема о циркуляции для магнитного поля в веществе. Граничные условия на границе двух магнетиков. Применение теоремы о циркуляции для расчёта магнитных полей.
13 视频, 2 阅读材料
- 视频: Лекция 9.1. Рамка с током в магнитном поле
- 视频: Лекция 9.2. Магнитное поле в веществе. Теорема о циркуляции
- 视频: Лекция 9.3. Парамагнетики. Диамагнетики. Ферромагнетики
- 视频: Лекция 9.4. Граничные условия на границах двух магнетиков
- 阅读: Конспект
- 视频: 1. Поле магнита и соленоида
- 视频: 2. Ориентация катушки с током
- 视频: 3. Модель магнетика
- 阅读: Условия задач
- 视频: 1. Поле плоского магнетика
- 视频: 2. Индукция намагниченного тонкого цилиндра
- 视频: 3. Электромагнит
- 视频: 4. Индукция в цилиндрическом магните
- 视频: 5. Циркуляция и поток на границе магнетика
- 视频: 6. Поле в зазоре сердечника
已评分: Тест 9
已评分: Задача 9.1
已评分: Задача 9.2
已评分: Задача 9.3
已评分: Задача 9.4
第 10 周
Итоговая контрольная работа
Контрольная работа по второй части курса и дополнительные задачи повышенной сложности.
已评分: Тест 10
已评分: Задача 10.1
已评分: Задача 10.2
已评分: Задача 10.3
已评分: Задача 10.4
已评分: Задача 10.5
已评分: Задача повышенной сложности 1
已评分: Задача повышенной сложности 2
已评分: Задача повышенной сложности 3
常见问题解答
运作方式
课程作业
每门课程都像是一本互动的教科书，具有预先录制的视频、测验和项目。
来自同学的帮助
与其他成千上万的学生相联系，对想法进行辩论，讨论课程材料，并寻求帮助来掌握概念。
证书
获得正式认证的作业，并与朋友、同事和雇主分享您的成功。
制作方
莫斯科物理科学与技术学院
Московский физико-технический институт (неофициально известный как МФТИ или Физтех) является одним из самых престижных в мире учебных и научно-исследовательских институтов. Он готовит высококвалифицированных специалистов в области теоретической и прикладной физики, прикладной математики, информатики, биотехнологии и смежных дисциплин. Физтех был основан в 1951 году Нобелевской премии лауреатами Петром Капицей, Николаем Семеновым, Львом Ландау и Сергеем Христиановичем. Основой образования в МФТИ является уникальная «система Физтеха»: кропотливое воспитание и отбор самых талантливых абитуриентов, фундаментальное образование высшего класса и раннее вовлечение студентов в реальную научно-исследовательскую работу. Среди выпускников МФТИ есть Нобелевские лауреаты, основатели всемирно известных компаний, известные космонавты, изобретатели, инженеры.
评分和审阅
Очень конструктивный курс. Материал излагается очень понятно, разбираются все необходимые задачи. К каждой теме есть демонстрации, что тоже не может не радовать.
Отличный курс! Спасибо!
Отличный и достаточно информационно насыщенный курс. Всем советую.
AY
Курс отличный. Пожелание разработчикам добавить список необходимых знаний для изучения курса.