0-1电动09绪论.ppt

1、电动力学,任课教师：徐媛,E-mail： ,TEL：?,? ?,？,课程性质 电动力学是物理学科的一门重要基础理论课， 是物理学专业选修课程，是物理学专业七门“学士学位课”之一。,学时学分： 54学时，3学分,先修要求： 普通物理电磁学 数学物理方程,获得学习“电动力学”的自觉意识和较高的起点。,电动力学的研究对象： 电磁场的基本性质、运动变化的规律、以及电磁场和物质的相互作用。 电动力学的研究内容： 在电磁学的基础上阐述宏观电磁场理论。 主要从实验定律中总结电磁场的普遍规律， 建立麦克斯韦方程组。 利用麦克斯韦方程组讨论静电场，静磁场，电磁波的传播，电磁波的辐射，以

2、及电动力学的参考系问题,该课程注重基础理论教学，重点帮助学生在电磁学的知识基础上对经典电磁学的基本理论和基本方法进行深入的学习研究，对所涉及电磁学各方面主要问题的分析、处理的思路和方法的介绍，在深度、广度和系统性方面均有明显的台阶。,电动力学的研究内容： 在电磁学的基础上阐述宏观电磁场理论。,教 材,电动力学郭硕鸿 高教出版社 第三版,主要参考书,1电动力学汪德新 科学出版社 第二版 2005 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电动力学解题指导 郑春开 北京大学出版社 5电动力学解题指导 王雪君 北京师范大学出版社 1998,第2章

3、 静电场,第3章 静磁场,第4章 电磁波的传播,第5章 电磁波的辐射,电 动 力 学,目录,第1章 电磁现象的普遍规律,第6章 狭义相对论,第7章 带电粒子与电磁场的相互作用,电动力学的主要内容,第0章 绪论及数学准备,第2章 静电场,第3章 静磁场,第4章 电磁波的传播,第5章 电磁波的辐射,电 动 力 学,目录,第1章 电磁现象的普遍规律,第6章 狭义相对论,（6学时）,（12学时）,（10学时）,（6学时）,（10学时）,（6学时）,（10学时）,第2章 有导体时的静电场,第3章 静电场中的电介质,第4章 恒定电流和电路,第5章恒定电流的磁场,电 磁 学,目录,第1章 静电场的基本规律,

4、第6章 电磁感应和暂态过程,第7章 磁介质,第8章 交流电路,第9章 时变电磁场和电磁波,第0章 绪论,电磁学的主要内容,第2章 静电场,第3章 静磁场,第4章 电磁波的传播,第5章 电磁波的辐射,电 动 力 学,目录,第1章 电磁现象的普遍规律,第6章 狭义相对论,第7章 带电粒子与电磁场的相互作用,电动力学的主要内容,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 ,电动力学比电磁学难学,获得学习“电动力学

5、”的自觉意识和较高的起点。,电动力学的主要内容,第一章 电磁现象的普遍规律 在已有的电磁学知识的基础上， 从电磁场的基本实验规律：库仑定律，毕-萨定律，电磁感应定律，电荷守恒律出发，加上位移电流假定,总结出电磁场的基本运动规律-Maxwell方程组和洛仑兹力公式。 本章内容是本课程的基础，必须深刻掌握。,第一章电磁现象的普遍规律 (电动力学的出发点),基本实验定律 1.库仑定律 2. 安培定律 3. 毕奥沙伐尔定律 4. 法拉第电磁感应定律 5. 电荷守恒定律,麦克斯韦方程组,洛仑兹力,第一章 电磁现象的基本规律,静 场,变 化 场,第二章静电场 讨论Maxwell方程组应用到最简单情况: 静

6、电场，即与时变无关和j=0条件下的方程。主要研究在给定的自由电荷分布以及周围空间介质和导体分布的情况下，怎样求解静电场。 静电问题是通过引入静电场的标势求解静电场， 标势是一个十分重要的概念,它所满足的微分方程和边值关系，以及静电场问题的一些基本解法是本章应掌握的内容。,研究的问题:,给定自由电荷以及周围空间介质和导体情况下,如何求解静电场?,本章引进一个静电场的标量势函数,简称标势来求解静电场。,主要内容: 静电势及其微分方程 标势，泊松方程和边值关系 唯一性定理 Laplacs方程分离变量法电像法,静电场,研究的思路:,第三章 静磁场 讨论Maxwell方程组应用到另一最简单情况:静磁场，

7、 即与时变无关和电流恒定条件下的方程。通过引入矢势求解静磁场,因为导出的方程和边值关系，解方程较为复杂,解法不重点介绍，重点掌握矢势概念。 另外对于静磁场而言，在某些满足一定条件特殊区域可象静电场引入标势（磁标势），从而利用（磁标势）， 求解静磁场。所以磁标势是一个十分重要的概念,如何利用磁标势求解静磁场是本章应掌握的内容。,主要内容: 矢势及其微分方程 边值关系 磁标势及其微分方程 边值关系 Laplacs方程分离变量法,静磁场,静 磁 场研究的问题:,给定传导电流以及周围空间介质情况下,如何求解静磁场?,研究的思路:,-磁矢势法,当满足一定条件:求解区域是没有传导电流的单连通区域,-磁标势

8、法,第一章 电磁现象的基本规律,静 场,变化场,对于电磁波的研究主要有两个分支:,另一个分支是：研究电磁波对它的激发源的依赖关系,即电磁波的辐射,一个分支是：研究电磁波离开激发源，在激发区外的自身运动规律，即电磁波的传播;,第四章 电磁波的传播 讨论Maxwell方程组应用到迅变但不存电荷电流情况,变化着的电场和磁场互相激发,形成电磁波在激发区外的传播。 限于时间，仅要求掌握电磁波传播的最基本理论。,基本内容 平面电磁波（波动方程、性质） 电磁波在介质表面上的反射和折射导体存在时电磁波的传播 有界空间中（波导管中）的电磁波,第五章 电磁波的辐射 本章讨论由电流电荷分布激发电磁场的问题, 引入电

9、磁场的矢势和标势描述变化电磁场,讨论用势表述的电动力学基本方程组,研究标势和矢势的解-推迟势，作为应用之例，介绍电偶极辐射。,基本内容电磁场矢势和标势 两种规范 推迟势 电偶极辐射,第六章狭义相对论 作为现代物理学主要理论之一的狭义相对论是关于时空的理论。本章阐述狭义相对论的基本内容，从两个基本原理导出时空坐标的洛仑兹变换式，讨论相对论的时空概念，讨论在参考系变换下方程形式不变的性质-协变性，将电动力学方程表为协变形式,基本内容 狭义相对论实验基础 经典时空观 狭义相对论基本原理 Lorenlz变换 相对论时空理论 相对论理论四维形式 电磁理论的相对论不变性 相对论力学,第0章 绪论及数学准备

10、,第2章 静电场,第3章 静磁场,第4章 电磁波的传播,第5章 电磁波的辐射,电 动 力 学,目录,第1章 电磁现象的普遍规律,第6章 狭义相对论,（6学时）,（12学时）,（10学时）,（6学时）,（10学时）,（6学时）,（10学时）,主要考核目标（包括重点及难点） （1）掌握电磁场基本理论、重要实验定律； （2）掌握静电场和静磁场的基本理论和解题方法； （3）掌握电磁波传播和辐射的基本概念和简单应用； （4）掌握狭义相对论的基本理论和简单应用。,重点：第一、二、四、六章 难点：公式多、需要记得多、数学推导较繁杂； 解题难度大、相对论概念不易理解。,三. 怎样学?,2、要适应有重点、有针对性、信息量较大的“粗线条式”的讲课。注意培养自学能力,3、提高听课效率，学会记笔记（记思路、方法和要点）,4、作好预习和复习，用心看书，勤