ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящее учебное пособие написано к читаемому на кафедре технологии аэрокосмического приборостроения курсу «Физические основы получения информации» и к той его части, где изучаются электромагнитное поле, электромагнитные явления и основные законы
электродинамики. Пособие составлено таким образом, чтобы этот материал был воспринят как теоретические основы получения информации с применением электромагнитного поля и радиоволн, а также в
качестве теоретической базы проектирования различных типов электромагнитных датчиков-преобразователей первичной информации, работающих в радиоволновом, оптическом и рентгеновском диапазонах.
Такой подход оказался единственно возможным, так как отсутствуют
учебники, учебные пособия и монографии, где вопросы электромагнетизма рассматривались бы под требуемым программой курса ракурсом.
Изучаемые в начале курса элементарные источники информации и создаваемые ими «кванты энергодействия» здесь рассматриваться не будут.
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ МАКРОСКОПИЧЕСКОЙ
ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ
Электромагнитные поля и волны широко применяются для получения информации в различных областях техники. Рассмотрим некоторые понятия и положения, на которых базируются соответствующие
методы исследования.
Теория электромагнитного поля, или электродинамика – это раздел
теоретической физики, изучающий макроскопические электромагнитные явления.
Таким образом, макроскопическими называются явления, в которых
принимает участие громадное число частиц-молекул, атомов, фотонов,
при этом квантовые, индивидуальные свойства этих частиц несущественны. Поэтому в макроскопической теории явлений вещество, заряды и поля рассматриваются как непрерывные.
Точно так же условно считают, что физические величины, описывающие свойства макроскопических объектов (заряд, масса, энергия и т. п.),
изменяются непрерывно.
В то же время в силу теоретически и экспериментально установленной
дискретности материи макроскопическая электродинамика является лишь
приближенной, но достаточной для исследования явлений получения технической информации с применением электромагнитных полей и волн.
Границы применимости макроскопической теории точно установить трудно ввиду неопределенности понятия «громадное число». На практике можно считать, что макроскопическое описание допустимо, если линейные
размеры и объемы областей исследования не превышают микрометра. Такое приближение вполне допустимо при расчетах и проектировании современных технических средств измерений и контроля, использующих поля
и волны практически всего электромагнитного диапазона.
В процессе изучения и при анализе макроскопических электромагнитных явлений приходится сталкиваться с предельными