电动力学基本内容复习提纲.ppt

电动力学基本内容 电动力学基本内容 Maxwell 方程组和 Lorentz 力 静电/磁场求解方法 动电，即电磁波的发射（辐射）/传播/接收（吸收） 狭义相对论 电动力学特点 经典电动力学（低速）＋狭义相对论（高速） 是一个完备的理论，非常好用 宏观电磁现象的规律，涉及微观则多半失效 5. 电多极矩 掌握 掌握 相互作用能的意义 体系电荷集中在原点时，在外场中的能量； 体系等效电偶极子在外场中的能量； 体系等效电四极子在外场中的能量。若外场为均匀场 带电体系在外场 中受到的力和力矩 设W为带电体系在外场中的静电势能，则带电体系在外场中受到的力 （假定Q不变）以下仅讨论 和 相当于带电体系集中在一点上点电荷在外场中受到的作用力 若为均匀场 电偶极子只在非均匀场中受力。 掌握 第三章 静磁场 静磁场: 1. 静磁场问题的基本方程 静磁场: 矢势: 矢势的意义: 2. 矢势及其微分方程 规范条件: 掌握 了解 3. 磁标势 在求解的区域无电流分布: 在区域中存在磁化的介质: 基本方程: (已知) 掌握 4. 磁多极矩 磁偶极矩 掌握 第四章 电磁波的传播 1. 基本方程 * Review 　　　电动力学Ｉ 主要内容 1．电磁场的基本规律 2．静电问题和静磁问题的求解 3．电磁波的传播 　 电动力学II 主要内容 １．电磁波的辐射 ２．狭义相对论 ３．电磁场与物质相互作用 宏观电动力学 绪论 第一章 电磁现象的普遍规律 总结电磁现象的实验定律 一般规律： Maxwell 方程组 本章重点：从特殊到一般，由一些重要的实验定律及一些假设总结出麦克斯韦方程。 主要内容： 真空中麦氏方程； 讨论介质电磁性质，得出介质中麦氏方程； 给出求解麦氏方程的边值关系； 引入电磁场能量、能流并讨论电磁能量的传输。 本章难点：电磁场的边值关系、电磁场能量。 第一章 电磁现象的普遍规律 1. 基本实验规律 电荷: 电流: 电荷守恒律: （电流连续性方程） 全空间总电荷守恒 稳恒电流 库仑定律: 毕奥-萨伐尔定律: 高斯定理 数学上 Gauss 定理: 环路定理 Stokes 定理: 电流元： 安培环路定律 磁高斯定理 静电场、静磁场基本方程 电磁场 变化磁场激发电场 (法拉第电磁感应定律) 位移电流 (2) 变化电场激发磁场 (麦克斯韦位移电流假设) 带电粒子运动 电磁场 对带电粒子作用 Lorentz Newton 运动规律 Maxwell 感应电场 位移电流 -------全电流安培环路定理 Review 描述包含粒子、电磁场体系的完整、自洽的动力学方程 Maxwell方程组 Lorentz力 Newton方程 ＋ ＋ (必须掌握) 宏观极化强度矢量： 2. 电磁场与介质的相互作用 宏观磁化强度矢量: 电磁场引起介质的磁化和极化 磁化和极化出现磁化电流和极化电流、极化电荷 诱导电流 激发磁场 3. 介质中的麦克斯韦方程组 Review 介质的电磁本构方程 各向同性线性介质: 导体: Review 麦克斯韦方程组+介质的电磁本构方程 研究电磁场在介质中传播和与介质相互作用的基本方程 必须掌握 4. 麦克斯韦方程组对应的边值关系 介质边界电磁场方程 连续介质内部电磁场方程 子区域 1 子区域 2 子区域 3 子区域 4 区域外边界 区域内边界 任意 区域 电磁 场方 程 Review 必须掌握 4. 交界面处的麦氏方程 必须掌握 5. 电磁场的能量和能流 电磁场具有做功的能力----能量 电磁场的能量分布在电磁场所在的空间区域 能量随电磁场的运动而传递 线性各向同性介质： 必须掌握 场对物质作功 场能量的增加 流入区域的能量 能量守恒定律 介质内的电磁能量和能流 自由电荷 束缚电荷 电磁场 动能或焦耳热 极化能或磁化能、介质损耗 介质中 场能量的改变： 介质的 极化和磁化 线性各向同性介质： 第二章 静电场 1. 静电问题 或 区域内 交界面 边界上 导体表面上的边值关系 导体的静电条件: 1.导体内电场为零; 2.电荷只能分布在表面; 3.表面上电场沿法线方向,表面为等势面.整个导体为等势体. 导体表面的边值条件: 金属 静电场的能量 一般方程： 能量密度 若已知 ，总能量为 不是能量密度 总能量 仅讨论均匀介质 唯一性定理的表述 (1) 在区域 中每个均匀的子区域 内满足泊松方程： 空间区域 内静电场唯一确定的条件为： (2) 在区域 中每两子区域边界上满足边值条件： （ n 由 i 区域指向 j 区域） (4) 给定区域 表面上 或 之值。 (3) 已知区域 内的电荷密