本文關(guān)鍵詞：電動(dòng)力學(xué)課程，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《電動(dòng)力學(xué)》教學(xué)大綱 電動(dòng)力學(xué)》
一,課程性質(zhì)與教學(xué)目的 1,課程性質(zhì):本科物理教育專業(yè)的專業(yè)必修課 2,課程的任務(wù)和目的 電動(dòng)力學(xué)是物理類各專業(yè)的的一門重要基礎(chǔ)理論課, 是物理專業(yè)的一門專業(yè) 必修課,在教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃中列為主干課程(專業(yè)平臺(tái)課). 學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的主要目的是: (1) 掌握電磁運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律,加深對(duì)電磁場(chǎng)性質(zhì)的理解; (2) 了解狹義相對(duì)論的時(shí)空觀及有關(guān)

的基本理論; (3) 獲得在本課程領(lǐng)域內(nèi)分析和處理一些最基本問(wèn)題的初步能力, 為學(xué)習(xí)后 繼課程和獨(dú)立解決實(shí)際工作中的有關(guān)問(wèn)題打下必要的基礎(chǔ). 二,課程教學(xué)的基本要求 1,本課程以課堂講授為主,輔以一定數(shù)量的課后練習(xí)和針對(duì)一些實(shí)際問(wèn)題 的討論和小論文,使學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題中得到鍛煉,提高他們思考問(wèn)題和解決 問(wèn)題的能力.教學(xué)中力求注意理論聯(lián)系實(shí)際,強(qiáng)調(diào)對(duì)物理概念的理解和結(jié)合實(shí)際 問(wèn)題的討論. 2,在講授"電磁現(xiàn)象的普遍規(guī)律"時(shí),可以適度地介紹一些麥克斯韋方程 組的應(yīng)用,還有電磁場(chǎng)與物質(zhì)的相互作用,光的電磁理論以及電磁運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性 等,為后續(xù)章節(jié)開(kāi)窗口,留接口,使學(xué)生對(duì)電動(dòng)力學(xué)理論的整體概貌有一定的了 解.講授"靜電場(chǎng)和穩(wěn)恒電流磁場(chǎng)"時(shí),在課堂上演示一些例題和習(xí)題的具體求 解過(guò)程,幫助學(xué)生熟練掌握一些穩(wěn)恒電磁場(chǎng)的勢(shì)的計(jì)算方法,并留一定的課后習(xí) 題和思考題,鍛煉學(xué)生自己解決問(wèn)題的能力.講到"狹義相對(duì)論"時(shí),應(yīng)引導(dǎo)學(xué) 生閱讀一些課外資料,并預(yù)留思考題,組織學(xué)生進(jìn)行討論,同時(shí)可適當(dāng)安排觀看 有關(guān)錄像片和CAI課件,盡量使學(xué)生有一定的感性認(rèn)識(shí). 3,本課程教學(xué)過(guò)程中,要求在課上給出各章節(jié)及專業(yè)用語(yǔ)的英文名稱,要 求學(xué)生閱讀一定章節(jié)的英文參考書. 在各章的教學(xué)中均安排一定內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生自 學(xué), 對(duì)要求學(xué)生自學(xué)的內(nèi)容, 應(yīng)布置思考題和討論題, 使學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)行自學(xué), 提高他們的自學(xué)能力.在課堂討論中,應(yīng)結(jié)合一些具體問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生多思考多 練習(xí)多查閱課外資料,并布置一定的課外作業(yè),以及以小論文的形式讓學(xué)生解決 一些具體問(wèn)題. 4,本課程考核的形式應(yīng)以期末考試和平時(shí)考核相結(jié)合的方式進(jìn)行.要加強(qiáng) 對(duì)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的考查,采用課堂抽查提問(wèn)和討論,質(zhì)疑,作業(yè),小論文,開(kāi)卷 和閉卷考試多種方式,對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)進(jìn)行綜合評(píng)定. 5,布置課后習(xí)題是使學(xué)生深入理解基本原理及概念,掌握基本計(jì)算方法, 提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的重要一環(huán).各部分內(nèi)容的具體題量要求如下: (1)矢量分析基礎(chǔ):3-4題; (2)電磁現(xiàn)象的普遍規(guī)律:5-6題; (3)靜電場(chǎng)計(jì)算:6-8題; (4)穩(wěn)恒電流磁場(chǎng):4-6題; (5)電磁波的傳播:5-7題; (6)電磁波的輻射:2-3題; (7)狹義相對(duì)論基礎(chǔ):6-8題; (8)帶電粒子與電磁場(chǎng)相互作用:2-3題. 三,課程教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排

該課程主要講述電磁現(xiàn)象的普遍規(guī)律,穩(wěn)恒電磁場(chǎng)的計(jì)算,電磁波的產(chǎn)生與 傳播,帶電粒子與電磁場(chǎng)的相互作用以及狹義相對(duì)論基礎(chǔ),共72學(xué)時(shí). 序言 矢量分析初步(4學(xué)時(shí)) 第一章 電磁現(xiàn)象的普遍規(guī)律(12學(xué)時(shí)) 1,電荷和電場(chǎng) 2,電流和磁場(chǎng) 3,麥克斯韋方程組 4,介質(zhì)的電磁性質(zhì) 5,電磁場(chǎng)邊值關(guān)系 6,電磁場(chǎng)的能量和能流 重點(diǎn): 1,電荷守恒定律 2,麥克斯韋方程組的積分和微分形式以 3,洛侖茲力公式 難點(diǎn): 1,電場(chǎng)的散度和旋度 2,磁場(chǎng)的散度和旋度 教學(xué)目標(biāo): 1,理解庫(kù)侖定律,高斯定理以及電場(chǎng)的散度和旋度,掌握電荷守恒定律; 理解畢奧-薩伐爾定律以及磁場(chǎng)的散度和旋度;理解電磁感應(yīng)定律,了解位移電 流;掌握麥克斯韋方程組的積分和微分形式以及洛侖茲力公式. 2,理解介質(zhì)的概念,介質(zhì)的極化和磁化,掌握介質(zhì)中的麥克斯韋方程組和 電磁場(chǎng)邊值關(guān)系;理解場(chǎng)和電荷系統(tǒng)的能量關(guān)系,掌握電磁場(chǎng)能量密度和能流密 度,了解電磁能量的傳播. 第二章 靜電場(chǎng)和穩(wěn)恒電流磁場(chǎng)(12學(xué)時(shí)+2學(xué)時(shí)) 1,靜電場(chǎng)的標(biāo)勢(shì)及其微分方程 2,唯一性定理 3,拉普拉斯方程 分離變量法 4,鏡像法 5,矢勢(shì)及其微分方程 6,電多極矩 磁多極矩 重點(diǎn): 1,靜電場(chǎng)能量 2,用分離變量法和電像法求解電勢(shì)分布 難點(diǎn): 1,靜電場(chǎng)的標(biāo)勢(shì)及其微分方程和邊值關(guān)系 2,電多極矩和磁多極矩 教學(xué)目標(biāo): 1,理解靜電場(chǎng)的標(biāo)勢(shì)及其微分方程和邊值關(guān)系,掌握靜電場(chǎng)能量的計(jì)算; 理解靜電問(wèn)題的唯一性定理,掌握用分離變量法和鏡像法求解電勢(shì)分布. 2,理解矢勢(shì)及其微分方程,了解磁標(biāo)勢(shì)和穩(wěn)恒電流磁場(chǎng)能量的計(jì)算;了解 并矢的概念,理解電勢(shì)的多極展開(kāi),以及電多極矩的計(jì)算和磁多極矩的概念.

第三章 電磁波的傳播(12學(xué)時(shí)+2學(xué)時(shí)) 1,電磁平面波 2,電磁波在介質(zhì)界面上的反射和折射 3,有導(dǎo)體存在時(shí)電磁波的傳播 4,諧振腔 重點(diǎn): 1,電磁場(chǎng)波動(dòng)方程和定態(tài)波動(dòng)方程 2,電磁波在介質(zhì)界面上的反射和折射定律 3,諧振腔和矩形波導(dǎo)管中電磁場(chǎng)的分布規(guī)律 難點(diǎn) 1,全反射和半波損失的物理機(jī)制 2,諧振腔和矩形波導(dǎo)管中電磁場(chǎng)的分布規(guī)律 教學(xué)目標(biāo): 1,掌握電磁場(chǎng)波動(dòng)方程和定態(tài)波動(dòng)方程,理解平面電磁波的特性,以及電 磁波的能量和能流; 2,掌握電磁波在介質(zhì)界面上的反射和折射定律,理解其振幅關(guān)系和菲涅爾 公式,理解全反射和半波損失的物理機(jī)制. 3,理解導(dǎo)體內(nèi)自由電荷的分布規(guī)律,理解導(dǎo)體內(nèi)電磁波的傳播特性,從而 進(jìn)一步理解趨膚效應(yīng)和穿透深度的概念;了解電磁波在導(dǎo)體表面上的反射. 4,理解理想導(dǎo)體的邊界條件,掌握諧振腔和矩形波導(dǎo)管中電磁場(chǎng)的分布規(guī) 律,了解截止頻率的概念. 第四章 電磁波的輻射(10學(xué)時(shí)) 1,電磁場(chǎng)用矢勢(shì)與標(biāo)勢(shì) 2,推遲勢(shì) 3,電偶極輻射 4,磁偶極輻射 5,電磁波的衍射 6,電磁場(chǎng)的能量 重點(diǎn): 電磁場(chǎng)用矢勢(shì)與標(biāo)勢(shì) 難點(diǎn): 1,電偶極輻射的物理機(jī)制 2,電磁波的衍射機(jī)理 教學(xué)目標(biāo): 1,掌握電磁場(chǎng)用矢勢(shì)與標(biāo)勢(shì)的表示,理解規(guī)范變換和規(guī)范不變性,了解達(dá) 朗伯方程;理解推遲勢(shì)的概念,理解電磁作用具有一定傳播速度的物理意義. 2,了解計(jì)算電磁場(chǎng)的一般公式,以及矢勢(shì)的展開(kāi)式;理解電偶極輻射的物 理機(jī)制,并了解偶極輻射電磁場(chǎng)的分布規(guī)律;理解輻射能流,角分布和輻射功率 的概念及公式; 了解短天線的輻射及輻射電阻的概念. 了解電磁波的衍射機(jī)理; 了解電磁場(chǎng)具有動(dòng)量以及輻射壓力的概念. 第五章 狹義相對(duì)論(12學(xué)時(shí)+2學(xué)時(shí))

1,相對(duì)論的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 洛侖茲變換 2,相對(duì)論的基本原理 3,相對(duì)論的時(shí)空理論 4,相對(duì)論的四維形式 5,電動(dòng)力學(xué)的相對(duì)論不變性 重點(diǎn): 1,洛侖茲變換 2,速度變換公式 難點(diǎn): 1,運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘延緩 2,運(yùn)動(dòng)尺度縮短 3,相對(duì)論不變性 教學(xué)目標(biāo): 1,了解狹義相對(duì)論產(chǎn)生的歷史背景,了解相對(duì)論的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ);理解相對(duì)論 的基本原理,掌握洛侖茲變換. 2,深入理解相對(duì)論的時(shí)空結(jié)構(gòu),理解同時(shí)相對(duì)性,運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘延緩和運(yùn)動(dòng)尺 度縮短等相對(duì)論效應(yīng);掌握速度變換公式. 3,理解相對(duì)論理論的四維形式,深入理解物理規(guī)律的協(xié)變性,理解電動(dòng)力 學(xué)的相對(duì)論不變性,理解麥克斯韋方程組的四維形式.深入理解能量-動(dòng)量四維 形式和質(zhì)能關(guān)系,理解相對(duì)論力學(xué)方程. 第六章 帶電粒子和電磁場(chǎng)的相互作用(4學(xué)時(shí)) 1,運(yùn)動(dòng)帶電粒子的勢(shì)和輻射電磁場(chǎng) 2,帶電粒子的電磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子本身的反作用 3,電磁波的散射和吸收 介質(zhì)的色散 難點(diǎn): 譜線自然寬度的產(chǎn)生機(jī)理 教學(xué)目標(biāo): 1,了解運(yùn)動(dòng)帶電粒子的勢(shì)和輻射電磁場(chǎng);理解電磁質(zhì)量和輻射阻尼的概念, 理解譜線自然寬度的產(chǎn)生機(jī)理; 2,了解電磁波散射,吸收和介質(zhì)色散的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ);了解經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)的 局限性. 四,本課程與其它課程的聯(lián)系 先修課程:高等數(shù)學(xué),電磁學(xué),數(shù)學(xué)物理方法; 后續(xù)課程是:固體物理,光電子技術(shù)等. 其中高等數(shù)學(xué)和數(shù)理方法為本課程提供必要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和計(jì)算方法, 電磁學(xué) 則作為本課程的基礎(chǔ),歸納出麥克斯韋方程組和電磁波方程等,給出一些簡(jiǎn)單的 電磁場(chǎng)計(jì)算方法.后續(xù)課程將應(yīng)用本課程的大量方法和結(jié)論,在物理思想上得以 明確和應(yīng)用. 五,建議教材與教學(xué)參考書 [1] 郭碩鴻編,《電動(dòng)力學(xué)》,高等教育出版社,1997 [2] 粱紹榮,王雪君編,《電動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)》,北京師范大學(xué)出版社,1990 [3] 曹昌祺編,《電動(dòng)力學(xué)》,人民教育出版社,1962 [4] 何啟智編,《電動(dòng)力學(xué)》,高等教育出版社,1985

[5] 闞仲元編,《電動(dòng)力學(xué)教程》,高等教育出版社,1979 [6] [美] J.D.杰克遜著,朱培豫譯,《經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)》,上,下冊(cè),人民 教育出版社



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