绪论- 成都信息工程学院光电技术学院-网站首页-- POWERED BY SITEENGINE.ppt

电动力学Electrodynamices 成都信息工程学院光电技术系 主讲教师：杨军 E-mail:yang_jun25@cuit.edu.cn 课件密码目录 课程简介 一、基本情况及要求 研究对象 电动力学主要研究电磁场的基本性质，运动规律以及与带电物质之间的相互作用。 学习目的与要求 （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。 主要考核目标（包括重点及难点） （1）掌握矢量场论的简单运算； （2）掌握电磁场基本理论、重要实验定律； （3）掌握静电场和静磁场的基本理论和解题方法； （4）掌握电磁波传播和辐射的基本概念和简单应用； 二、电动力学与电磁学的联系与区别 范围 既讨论静场又讨论变化场，外加相对论。 深度 从矢量场论出发，总结电磁现象普遍规律，解题更具一般性。 方法 建立模型、求解方程、注重理论。 数学 矢量场论、张量分析初步、线性代数、数理方程、特殊函数 ……… 三、理论物理的特点 模型建立在一些实验与一系列假设基础之上 模型一般为偏微分方程 求解方程需要特殊的数学方法 理论的正确由求解结果与实验是否相符合来验证 一些基本思想在争论中不断发展 四、适用范围及主要应用 适用于宏观电磁现象，对于微观粒子不考虑波动性 同时也不考虑电磁场的量子性。 主要应用：电力工业技术、 广播、通讯、雷达、 测井技术、加速器、光电子技术、激光理论、非 线性光学、等离子体、天体物理…… 。 微波炉怎样把食物加热的 ?微波(microwaves)就是频率介乎300~30000MHz(波长介乎1~100cm)的电磁波。微波妒就是利用微波的能量把食物加热，由微波的能量转变为食物的内能。 在水分子((H2O)中，H2的一端带正电，而O的一端带负电。微波通过食物时，微波的电场就对水分子产生作用力，令水分子的正负两端急剧地扭转振动。如图所示。这振动就引致摩擦生热，迅速把食物煮熟。微波炉的微波频率为2450MHz，这是使水分子振动的最有效频率。 瓷质盛器中没有水分子，也没有一端正一端负的其他分子，故微波炉的电场不能使其分子运动，故不会被加热。反之，金属盛器中具有大量的自由电子。自由电子轻易受到微波的电场而运动，善于吸收微波的能量而受热。故不要用金属器皿载食物放入微波妒中。 环境电磁学 主要研究各种电磁污染的来源及其对人类生活环境的影响。 电磁污染：天然的和人为的各种电磁波干扰和有害的电磁辐射。 研究内容：研究和提高电子仪器和电气设备在强烈电磁干扰环境中的工作稳定性和可靠性；高强度电磁辐射的物理化学和生物效应，特别是它对人体的作用和危害（无线电广播，电视，微波，射频……） 天然的电磁污染：自然现象，雷电，火山喷发，地震，太阳黑子活动引起磁暴。天然的电磁污染对短波通信的干扰特别严重。 人为电磁污染：脉冲放电（切断大电流电路产生火花），工频交变电磁场（变压器 ），射频电磁辐射（广播电视，微波通信） 五、主要参考书 [1]《电动力学》郭硕鸿 高教出版社 第二版 1997 [2]《电动力学》蔡圣善等 高教出版社 第二版 2002 [3]《电动力学》虞福春 北京大学出版社 1992 [4]《电动力学题解》林璇英、张之翔 科学出版社 1999； [5]《电动力学解题指导》 王雪君 北京师范大学出版社 1998 [6] 经典电动力学(影印版)(第3版) John David Jackson 高等教育出版社 2004 . [7] 《电磁场与电磁波》王家礼 西电出版社 第二版 2004 六、发展简史 ⑴ 1785 库仑定律 ⑵ 1820 电流磁效应（毕－萨定律） ⑶ 1822 安培作用力定律（电动力学一词开始使用） ⑷ 1831 电磁感应（法拉第），场的思想 ⑸ 1856-1873 麦克斯韦方程，预言了电磁波的存在 ⑹ 1881-1887 迈克尔逊实验（1881）,迈－莫雷实验（1887） ⑺ 1888 赫兹证实电磁波存在 ⑻ 1905 狭义相对论（爱因斯坦“论运动物体的电动力学”）。 绪论结束 法拉第 英国物理学家和化学家。 最主要贡献：1831年发现了电磁感应现象。 1834年他研究电流通过溶液时产生的化学变化，提出了法拉第电解定律。这一定律为发展电结构理论开辟了道路。 1845年9月13日法拉第发现，一束平面偏振光通过磁场时发生旋转，这种现象被称为“法拉第效应”。法拉第认为光具有电磁性质，是光的电磁波理论的先驱