电动力学教学大纲.doc

电动力学教学大纲 2006年10月修订稿 第一部分：大纲说明 一、本课程基本情况 1、课程类别： 物理专业基础必修课 2、学时与学分：本课程总学时为72学时 4学分 3、开课年级： 三年级（第五学期） 4、开课教研室：理论物理教研室 二、课程的目的和任务 (1)电动力学是在电磁学的基础上系统阐述电磁场的基本理论的一门重要基础理论课。是进入后续专业课学习的必备基础。本课程的研究对象是电磁场，电磁场的基本属性及运动规律，以及它和带电物质间的作用。 (2)使学生系统地掌握宏观电磁现象的基本电磁场理论,形成从场的角度整体思维观念。加深对电磁场性质和时空概念的理解,学会本课领域内分析处理一些基本问题的初步能力。通过对电磁场运动规律和狭义相对论的学习,更深刻领会电磁场的物质性。 (3)培养学生运用高等数学知识处理物理问题的能力,加强对学生理解，分析，综合能力的训练。 (4) 通过电动力学的学习使学生得到物理科学思维的培养和训练。 结合教学对学生进行辩证唯物主义教育。 三、课程的结构和学时安排 第 0章 绪论及数学准备（6学时） 第一章 电磁现象的普遍规律(18学时) 第二章 静电场（12学时） 第三章 稳恒电流磁场 （10学时） 第四章 电磁波的传播（10学时） 第五章 电磁波辐射（8学时） 第六章 狭义相对论（6学时） 第七章 带电粒子和电磁场的相互作用（2学时） 四、使用教材及参考书 教 材：电动力学 高教出版社出版（1997年）郭硕鸿编著 参考书： [1] 蔡圣善等《电动力学》高教出版社 第二版 2002 [2] 虞福春《电动力学》北京大学出版社 1992 [3] 林璇英、张之翔《电动力学题解》科学出版社 1999； [4] 黄乃本《电动力学学习辅指书》 高教出版社 第二版 2004 [5] R.P.费曼等. 费曼物理学讲义第二卷上海：上海科学技术出版社1981 [6] 郭弈玲，沈慧君.物理学史.北京：清华大学出版社，1993 [7] R.L.阿姆斯特朗，J.D.金.电磁相互作用.高等教育出版社,1988。 第二部分：: (l)电动力学绪论 (l)矢量代数 (2)场的概念和标量场的梯度 (3)高斯定理与矢量场的散度 (4)斯托克斯公式与矢量场的旋度 (5)常用的运算公式 (6)有关矢量场的一些定理 第一章 电磁现象的普遍规律(18学时) 教学内容: (l)电荷和电场 (2)电流和磁场 (3)介质的电磁性质 (4)麦克斯韦方程组与洛仑兹力 (5)电磁场的边值关系 (6)电磁场的能量和能流 基本要求: (l)从实验定律(库仑定律、毕一萨定律等)导出真空及介质 内静、稳场场方程、从场的方程理解静稳特征,由己知的电荷分布确定场 (2)掌握时变电磁场场方程的建立、荷流对场的激发及电场与磁场相互激发的物理图象、宏观电磁现象的基本动力学框架 (3)明确介质极化、磁化现象的物理特征及描述、在介质分界面上场的跃变 (4)掌握电磁场能量的守恒与转化规律及对场的能量的传输问题的正确分析 第二章 静电场（12学时） 教学内容: (1)静电势及其微分方程 (2)唯一性定理 (3)镜象法 (4)拉普拉斯方程、分离变量法 (5)格林函数 (6)电多极矩 基本要求: (1)正确列出己知静止的电荷系统静电势的定解问题 (2)掌握运用电象法求静电势和场分布 (3)掌握运用分离变量法求解一维、二维和球坐标系轴对称和球对称情况下静电势的定解问题、确定势分布和场分布 第三章 稳恒电流磁场 （10学时） 教学内容: (1)稳恒电流磁场的势〈矢势〉及其微分方程 (2)磁标势法 (3) 磁多极矩 (4)超导体的电磁性质 基本要求: 掌握对恒定磁场引入势描述的方法及磁标势引入条件、能由磁矢势和磁标势确定磁场 第四章 电磁波的传播（10学时） 教学内容: (1)平面电磁波在介质中的传播 (2)平面电磁波在介质分界面上的反射和折射 (3)平面电磁波在导体中的传播 (4) 电磁波在波导管中的传播 (5)谐振腔 基本要求: (1)掌握真空中波动方程及介质中定态波动方程的导出、平 面波解的物理特征及形式 (2)掌握电磁波在介质分界面上的反射和折射的规律 (3)掌握了电磁波在导体内传播的特性 (4)掌握了电磁波在理想导体为界有界和无界空间内的表 现特性 第五章 电磁波辐射（8学时） 教学内容: (1) 推迟势 (2)电偶极辐射 (3)电磁波的衍射 (4)电磁动量基本要求: 基本要求: (1)掌握时变电磁场的势描述:势方程的导出及其解、解的物 理解释 (2)掌握电偶极辐射场的导出、形式和特征 (3)理解基尔霍夫公式及其应用 (4)掌握电磁动量及其守恒定律 第六章狭义相对论（6学时） 教学内容： (1