《电动力学》教学大纲.doc

《电动力学》教学大纲 学 分： 4 学 时： 72 审 核 人： 执 笔 人： 面向专业： 物理学 一、课程定位 教学对象：物理专业本科生； 课程性质：理论物理方向必修课 二、教学目标 (1)通过学习电磁运动的基本规律，加深对电磁场基本性质的理解； (2)通过学习狭义相对论理论了解相对论的时空观及有关的基本理论； (3)获得在本门课程领域内分析和处理一些基本问题的初步能力； (4)为学习后续课程和独力解决实际问题打下必要的基础。 三、教学内容及要求 大纲基本内容(不带*号部分)可在规定的72学时内完成。各章所注学时前一个数字为讲授课时数，后者为习题课、讨论课及其它教学形式等学时数。讲授学时与其它学时可根据具体情况加以调整。各节所附数字为讲授时数。 第一章 电磁现象的普遍规律 (10+5) 1．引言及矢量场论复习 2．电荷???电场1．5 库仑定律高斯定律 电场的散度和旋度 3．电流和磁场1．5 电荷守恒 磁场的实验定律 磁场的散度和旋度 4．麦克斯韦方程2 电磁感应定律 位移电流假定 电动力学基本方程 洛伦兹力 5．介质的电磁性质1．5 介质的极化和磁化介质中的麦克斯韦方程 6．电磁场的边值关系2 法向分量的边值关系 切向分量的边值关系 7．电磁场能量1．5 电磁场能量守恒定律 电磁场的能量密度和玻印停矢量 电磁能量的传输 说明：(1)本章重点矢量分析、麦克斯韦方程、边值关系、电磁场能量； (2)本章所列习题课时数较多，其中4学时左右用于复习本课所用数学。 第二章 静电场 (8+4) 1．静电势及其微分方程2 静电势 泊松方程和边值关系 静电场的能量 2．唯一性定理 1 3．分离变量法 2 4．电象法 1 5．格林函数* 6．电多极矩 2 电势的多极展开 电多极矩 电荷体系在外电场中的能量 说明：(1)本章的重点为电场的标势及其微分方程，电象法和分离变量法； (2)唯一性定理的证明可以只讲思路或只讲导体系的问题； (3)变量分离的数学处理不作为正式课内容，也可放在习题课中处理； (4)作为电子类专业教材时应补充似稳电磁场的内容。 第三章 静磁场 (6+1) 1．矢势及其微分方程1．5 矢势及其微分方程 静磁场的能量 2．磁标势法 1．5 3．磁多极矩 l 矢势多极展开 磁偶极矩的场和磁标势 小区域内电流分布在外磁场中的能量 4．A—B效应和超导体2 超导体的基本电磁现象及电磁性质方程 超导体作为完全抗磁体 超导环内的磁通量子化非局域理论 第一类和第二类超导体 说明：(1)本章重点为矢势及其微分方程 (2)如果前两帝讲授用时较多可考虑减少第二和第四小节的讲授学时。 第四章 电磁波的传播 (9+2) 1．平面电磁波2 电磁场波动方程 时谐电磁波 平面电磁波 电磁波的能量和能流 2．平面电磁波在介质界面上的反射和折射 2 反射和折射定律 振幅关系 菲涅耳公式 全反射* 3．平面电磁波在导体内的传播2 导体内自由电荷分布 导体内电磁波 趋肤效应和穿透深度 导体表面上的反射 4．谐振腔 1 有界空间中的电磁波 理想导体边界条件 谐振腔 5．波导管 2 高频电磁能量传输 波导中的电磁波 截止频率 TEl0波的电磁场和管壁电流* 6．高斯光束 * 7．等离子体 * 说明：(1)本章重点在平面电磁波、反射和折射定律、非涅耳公式及波导管； (2)波导管可先讲场分布的物理图象再作数学推导。 第五章 电磁波的辐射 (7+2) 1．电磁场的矢势和标势2 用势描述电磁场 规范变换和规范不变性 达朗贝尔方程 2．推迟势1 3．电偶极辐射2 计算辐射场的一般公式 矢势的展开式 偶极辐射 辐射能流 短天线的辐射* 4．磁偶极辐射和电四极辐射 * 5．天线辐射 * 天线上的电流分布 半波天线 天线阵 6．运动带电粒子的势和辐射电磁场 * 7．电磁场的动量2 电磁场的动量密度和动量流密度 辐射压力 说明：(1)本章重点在变化电磁场的势、电偶极辐射和电磁动量； (2)讨论电偶极辐射时可先对加速运动电荷的场作半定量分析再作数学推导； (3)如果前面讲授进度较快可适当讲授第六节，但一般只讲匀速运动情况。 第六章 狭义相对论 (14+4) 1．相对论的实验基础2．5 相对论产生的历史背景相对论的实验基础 2．相对论的基本原理2 相对论的基本原理 间隔不变性 洛伦兹变换 3．相对论的时空理论2 相对论时