物理学专业电动力学教学大纲.DOC

物理学专业《电动力学导论》函授教学大纲 （课程编号： ） 课程说明 课程总学时：134，其中自学90，面授44。 1、课程性质：专业必修课。 2、课程教学目的与要求 经典电动力学是物理学专业的一门重要基础理论课。它研究电磁场的基本属性、运动规律以及它与带电物质之间的相互作用。本课程在电磁学课程的基础上系统地介绍电磁场的基础理论。 电动力学课程的教学目标： 通过电磁现象的普遍规律——麦克斯韦方程组及洛伦兹力公式的学习，掌握电磁场的普遍规律，加深对电磁场物质性的理解。 通过应用麦克斯韦方程组研究静电场和静磁场的主要特征及电磁波的传播和辐射的基本性质，进一步掌握电磁学的基本理论，同时学习理论物理学处理问题解决问题的一些基本方法。 通过狭义相对论及电磁场与带电粒子相互作用的学习，建立新的时空观念，并了解近代物理对高速和微观现象的一些处理方法。 教学内容与学时安排 章节 标题 面授课时数 第一章 电磁现象的普遍规律 10 第二章 静电场 10 第三章 静磁场 4 第四章 电磁波的传播 8 第五章 电磁波的辐射 4 第六章 狭义相对论 8 合计 44 使用教材与参考书 1．郭硕鸿. 电动力学（第二版）. 北京：高等教育出版社，1995。 2．蔡圣善. 经典电动力学. 上海：复旦大学出版社，1978。 3．J.D杰达逊. 经典电动力学. 北京：人民教育出版社，1964。 4．林璇英等. 电动力学习题解. 北京：高等教育出版社，2001。 课程教学重点和难点 重点：（1）麦克斯韦方程组，电磁场边值关系；（2）分离变量解法，电象法；（3）电磁波在介质分界面上的反射和折射（4）达朗伯方程，电偶极辐射（5）狭义相对论的时空理论 难点：（1）数学知识（2）电磁场边值关系，分离变量解法（3）波导管（4）规范变换（5）相对论 课程教学方法和手段： 课堂讲授与自学相结合，要求完成一定量的作业。 课程考核方法与要求： 由授课教师命题，闭卷 二、教学内容纲要 第一章 电磁现象的普遍规律 [10学时] §1.1电磁和电场 §1.2电流和磁场 §1.3麦克斯韦方程组 §1.4介质的电磁性质 §1.5电磁场边值关系 §1.6电磁场的能量和能流 [教学建议] 1．建立麦克斯韦方程组的过程中一定要强调电磁场的概念在其中所起的作用，使学生明确麦克斯韦方程组实质上是电磁场方程。 2．介质中和界面上麦克斯韦方程和形式对实际应用很重要，要掌握。 3．通过对麦克斯韦方程组整体性质的分析，了解电磁场的基本属性。 静电场 [10学时] §2.1静电问题和静电场基本方程 静电场的基本属性 静电势的静电场基本方程 利用静电势表示静电场能量 §2.2静电场唯一性定理 电象法 1．静电场唯一性定理 2．有导体存在时的唯一性定理 3．电象法 §2.3静电场问题的分离变量解法 §2.4电多极矩 1．电势的多级展开 2．电多极矩 3．电荷体系在外电场中的能量 [教学建议] 本章以静电场和静磁场的基本方程和边值关系作为总纲，故必须首次掌握好这一内容。 唯一性定理是解题的保证，但证明过程可自学。 分离变量法和电像法可通过较多的例题加以教学。 电多极矩主要使学生装掌握多极展开的方法。 静磁场[4学时] §3.1矢势 §3.2矢势微分方程 §3.3磁标势 [教学建议] 本章基本概念在电磁学课程中已建立，对静场的研究是作为麦克斯韦方程组应用 的特例来进行，所以要特别注意所使用的方法。 静电场唯一性定理是求解静电问题的基础，要讲解清楚。 磁标势法是处理问题的一种简便方法，介绍时要注意条件。 电磁多极矩要讲清起物理含义。 电磁波的传播[8学时] §4.1电磁波波动方程 电磁场波动方程 定态波动方程 平面电磁波 电磁波的能量和能流 §4.2电磁波在介质分界面上的反射和折射 反射和折射定律 振幅关系 菲涅耳公式 全反射 §4.3有导体存在时电