电动力学绪论

1、electrodynamics 电动力学绪 论 1. 电动力学理论的特点 2. 学习电动力学课程的意义 3. 科学思维方法和基本结构 4. 教材和参考书2电动力学理论的特点电动力学是在电磁学的基础上对电磁场的基本属性、运动规律以及电磁场和带电物质之间的相互作用更系统、更深入、更严密地进行阐述的理论体系。电动力学被公认为是 世界上最优美的理论之一3电动力学理论的特点久经锤炼的成熟理论近乎完美的知识结构严谨精美的逻辑推理巍峨壮美的里程碑物理学大师的美德简单和秩序和谐与包容预言与实现明确性严密性精确性对称性 麦克斯韦：“我总是把数学看成是获得事物的最佳形态和维度的方法，这不仅是指最实用的和最经济的，

2、更主要是指最和谐的和最美的”。 马克思：“一种科学只有在成功地运用数学时,才算达到了真正完善的地步。” 费曼： “从人类历史的漫长远景来看即如过一万年之后回过头来看毫无疑问，在十九世纪中发生的最有意义的事件，将判定是麦克斯韦对电磁定律的发现。”对真理锲而不舍的追求 精神 卓绝艰苦的努力 态度奇妙的思维模式 方法 崇高的人格与科学品质 素质4电磁理论应用无线电通信激光加工军事雷达航空航天医疗宏观电磁相互作用基本概念基本理论基本方法学习本课程的主要目的和意义在电磁学的基础上5科学思维方法和基本结构深度不同广度不同方法不同 静场+动场+相对论场论 普遍性理论分析 微分方程和电磁学相比：6科学思维方法

3、和基本结构深度不同广度不同电磁现象的观察与实验电磁场的基本概念总结实验定律积分形式的场方程麦克斯韦方程狭义相对论7教材和参考书电动力学郭硕鸿蔡圣善 梁绍荣 尹真 8数学准备曲线坐标旋度散度 梯度运算法则 矢量分析场论9矢量矢量的概念、坐标与单位矢量0 xyzr单位矢量：概念：有大小、有方向，且运算遵从平等四边形法则的量坐标表示：10矢量的运算法则矢量的标量积11矢量的运算法则矢量的矢量积 12矢量的运算法则矢量的混合积 矢量的双重矢积 按次序轮换，符号不变远乘为正，近乘为负 13矢量的运算法则 【练习题】证明：14场论基础知识场：某种物理量在空间的分布标量场矢量场稳定场时变场15方向导数与梯度

4、关系方向导数标量场的梯度标量场的梯度16标量场的梯度方向导数符号：反映沿该方向场量增加或减少意义：表示标量场沿某特定方向的变化率大小：表示沿该方向变化的快慢程度p1p0p217标量场的梯度方向导数梯度沿哪个方向变化率最大？最大变化率是多少？最大变化率与方向导数之间有什么关系？意义：在场中P0点处，场量的最大变化率p1p0p218标量场的梯度数值场量在该点空间最大变化率的数值方向最大变化率的方向且指向函数增大方向标量场的梯度是一个矢量p1p0p219标量场的梯度方向导数与梯度的关系梯度是最大的方向导数任一方向导数是梯度在该方向上的投影p1p0p220标量场的梯度直角坐标系中哈密顿算符21标量场的梯度柱坐标系和球坐标系中的梯度柱坐标系球坐标系22标量场的梯度梯度的基本运算公式23标量场的梯度【例题1】求矢径r的梯度。 0 xyzr在点（X,Y,Z)处，r沿矢径方向变化率最大24标量场的梯度【例题2】分别