物理学专业电动力学教学大纲

1、1物理学专业电动力学导论函授教学大纲（课程编号： ）一、 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：（1）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。（2）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，

2、同时学习理 论物理学处理问题解决问题的一些基本方法。（3）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。3、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8ATV第五章电磁波的辐射4第六章狭义相对论8合计444、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。23J.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

3、解 . 北京：高等教育出版社， 2001。5、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6、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。7、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

4、 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。 第二章 静电场 10 学时 2.1 静电问题和静电场基本方程1静电场的基本属性2静电势的静电场基本方程3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31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

5、在外电场中的能量教学建议1、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。2、唯一性定理是解题的保证，但证明过程可自学。3、分离变量法和电像法可通过较多的例题加以教学。4、电多极矩主要使学生装掌握多极展开的方法。第三章 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1 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。2 静电场唯一性定理是求解静电问题的基础，要讲解清楚。3 磁标势法是处理问题的一种简便方法，介绍时要注意条件。4 电磁多极矩要讲清起物理含义。第四章 电磁波

6、的传播 8 学时 4.1 电磁波波动方程41电磁场波动方程2定态波动方程3平面电磁波4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1反射和折射定律2振幅关系 菲涅耳公式3全反射 4.3 有导体存在时电磁波的传播1导体内的自由电荷分布2导体内的电磁波3趋肤效应和穿透深度4导体表面上的反射教学建议 1无界空间中的电磁小组着重讲平面电磁波2电磁波在分界面上的行为由麦克斯韦方程导出可以很好地说明电磁场理论的普遍性。3 导体中的电磁波的传播性质，要强调其衰减性，但又要指明衰减与 频率的关系。第五章 电磁波的辐射 4 学时 5.1 电磁场的矢势和标势1用势描述电磁场2规范变换和规范不变性3

7、达朗伯方程4推迟势 5.2 电偶极辐射1辐射场的一般公式2矢势的展开式53偶极辐射教学建议 辐射问题重点讲偶极辐射。 第六章 狭义相对论 8 学时 6.1 狭义相对论产生的历史背景的实验基础 6.2 狭义相对论的基本假设 洛伦兹变换12狭义相对论的两个基本假设洛伦兹变换 6.3 狭义相对论的时空理论1时空结构和因果律2运动时钟的延缓3运动尺度的缩短4速度变换公式 6.4 相对论理论的四维形式1物理量按空间变换性质的分类2洛伦兹变换的四维形式3物理规律的协变性相对论的数学表述4四维空间变量 6.5 电动力的相对不变性1四维速度和四维电流密度矢量2四维势矢量麦克斯韦方程组的协变性证明之一 6.6 相对论力学1相对论力学方程3能量动量四维矢量 质能关系4四维力矢量 动量能量守恒5洛伦兹力的协变性教学建议1对狭义相对论产生的历史背景的实验基础要详细介绍，使学生了解狭义相对