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《电动力学》课程教学大纲

课程编号课程性质：专业方向课

适合专业：应用物理学

先修课程：高等数学，电磁学，数学物理方法

开设学期：第六学期

考核方式：考试

总学时数：72

学分：4

（一）课程教学目标

本课程教学目标是要求学生：

1．深刻理解电磁场的物质属性及其存在与运动形态；

2．牢固掌握电磁相互作用的基本规律，较系统地理解经典电动力学的基本思想和基本数学方法；

3．理解电磁势的物理效应，以及电磁势概念在近代物理中的重要地位；

4．掌握狭义相对论的时空理论及其物理意义，理解相对论力学和电动力学的四维形式；

5．具备分析和解决与电磁现象有关问题的基本理论方法与能力；

6．通过本课程的学习，进一步提高抽象思维能力与数理逻辑能力，培养理论物理素养，为后继课程的学习打下必要的理论基础。

7．了解与本课程相关的前沿课题发展动态，培养创新精神。

（二）课程的目的与任务

电动力学是应用物理学专业本科生必修的“四大力学”课程之一,也是物理类各相关专业的重要基础理论课程。通过对本课程的学习可以加深对电磁学的理解，在课程教学和实践过程中，能够培养学生应用理论解决实际问题的能力，并且为以后各种专业课程的学习打下牢固的基础。

（三）理论教学的基本要求

学习了本课程以后

（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。

（四）实践教学要求

无。

（五）教学学时分配数

章次

各章名称

总学时

学时分配

讲课

实验

上机

课外

小计

第0章

绪论

2

2

2

第一章

电磁现象的普遍规律

16

16

16

第二章

静电场与静磁场

18

18

18

第三章

电磁波的传播与辐射

16

16

16

第四章

狭义相对论

16

16

16

复习与习题课

4

4

4

总计

72

72

72

（六）大纲内容

第0章绪论及数学准备

教学目的与要求：

要求学生理解电动力学的特点，与电磁学的联系与区别；

掌握矢量代数和分析；

掌握场的各种运算；

掌握应用分离变量法求解拉普拉斯方程。

教学重点：矢量分析，场的运算，拉普拉斯方程的求解。

教学难点：场的运算，包括梯度，散°以及旋度，拉普拉斯方程的求解。

第1章电磁现象的普遍规律

教学目的与要求：

要求学生掌握麦克斯韦方程组；

了解介质的电磁性质；

了解边值关系；

掌握电磁场能量、能流。

教学重点：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。

教学难点：电磁场的边值关系、电磁场能量。

第2章静电场

教学目的与要求：

要求学生了解静电势及其特性；

掌握应用分离变量法求解拉普拉斯方程；

理解应用镜象法求解简单的泊松方程；

掌握电多极矩的概念。

教学重点：静电势及其特性、分离变量法、镜象法

教学难点：分离变量法（柱坐标）、电多极矩

第3章静磁场

教学目的与要求：

要求学生理解矢势的概念；

掌握其微分方程；

理解磁标势的概念及使用范围；

理解磁多极矩的概念。

教学重点：矢势及其特性、磁标势，

教学难点：磁多极矩

第4章电磁波的传播

教学目的与要求：

要求学生掌握无界空间中平面电磁波传播的主要特性；

理解电磁波在介质界面上的反射和折射；

掌握有导体存在时的电磁波传播问题；

理解有界空间的电磁波．

教学重点：

无界空间中平面电磁波传播的主要特性；

有导体存在时的电磁波传播问题

教学难点：有导体存在时的电磁波传播问题，复电容率的概念。

第5章电磁波的辐射

教学目的与要求：

要求学生掌握一般情况下的标势和矢势的引入；

掌握推迟势的概念和通过推迟势求解电磁场的方法；

理解电偶极矩的辐射规律。

教学重点：一般情况下的标势和矢势的引入，推迟势

教学难点：推迟势的概念。

第6章狭义相对论

教学目的与要求：

要求学生理解狭义相对论的历史背景；

理解相对论的两个基本原理；

掌握洛伦兹变换；

理解相对论的时空观；

理解电动力学的四维形式；

理解力学的四维形式。

教学重点：洛伦兹变换，相对论时空观，四维形式

教学难点：同时的相对性，时间延缓效应，四维形式。

（七）课程有关说明

课程大纲的设置为专业服务，坚持以就业为导向，加强对学生应用能力的培养，提高学生的素养，与同事和睦相处的能力，加强强化职业道德建设。面对当今科技社会，培养出适应21世纪社会对材料要求的人才，建立完善的《电动力学》的教学大纲。

在进行本课程学习前应结合电磁学等课程进行学习，积极应用所学知识分析日常生活中遇到的电磁学现象。在教学过程中难点和重点突出，对于重点和难点要用心讲解，做到深入浅出。考核方式将闭卷考试和课堂考察