授课方案-中山大学精品课程.PDFVIP

中山大学电动力学 授课方案 ● 课程目标与基本要求 ● 课程重点 ● 知识模块与学时分配、课外阅读与讨论、若干前沿讲座内容 ● 难点及解决办法 ■ 课程目标与基本要求 电动力学是在电磁学基础上开设的理论性课程。本课程的目的是让学生了解电磁场及其 与物质相互作用的基本规律与基本理论方法，掌握运用这些规律定量研究和处理各种电磁系 统问题的初步能力。基本要求是： ● 牢固掌握电磁相互作用的基本规律及其物理内涵； ● 初步掌握应用这些基本规律处理各类电磁系统实际问题的基本理论方法； ● 了解电动力学理论的新发展及其在各学科领域中的应用。 为开展科研实践训练、进一步学习相关后续课程打下良好基础。 ■ 课程重点 (1)麦克斯韦方程组与洛伦兹力公式，这是经典电磁理论最主要的基础； (2)电磁场的能量、能流与动量，这是电磁场的物质属性； (3)势的物理效应及其在微观电磁现象中的重要意义，规范变换与规范不变性； (4)介质的电磁性质，电磁场的边值问题与求解依据； (5)亥姆霍兹方程，真空中、线性均匀绝缘介质和导体内的电磁波； (6)电磁波在有界空间中的传播； (7)达朗贝尔方程，推迟势和电磁辐射； (8)狭义相对论的时空理论，相对论力学方程和电动力学方程； (9)带电粒子与电磁场的相互作用，介质色散的经典描述。 ■ 知识模块与学时分配、课外阅读与讨论、若干前沿讲座内容 本课程包含 6 个知识模块。除课堂讲授和讨论的基本内容（72 学时）外,还包括课外阅 读与讨论内容，以及若干前沿讲座课题。 模块 1：电磁现象的普遍规律(15 学时) 知识点 基本内容 课外阅读与讨论 前沿课题讲座 1-1 经典场的数学 矢量和张量，经典场的数学描述 描述 (3 学时) 1-2 麦克斯韦方程 电荷守恒定律，库仑定律与静电场方程， 课外阅读与讨论: 麦 组与洛伦兹力 安培力，毕奥—萨伐尔定律与静磁场方 克斯韦方程的对称性 公式 程，法拉第定律与感生电场，位移电流假 磁单极问题 (4 学时) 设，麦克斯韦方程组，洛伦兹力公式，电 磁波，纵场与横场，经典电磁理论的局域 作用意义 1-3 电磁势与规范 标势和矢势，势的规范变换，势的量子效 变换 应 (2 学时) 1-4 电磁场的能量 电磁场的物质属性，电磁场与电荷相互作 课外阅读与讨论： 和动量 用的能量与动量守恒、电磁场的能量和能 电磁场的角动量 (3 学时) 流、动量和动量流 1-5 介质中的场方 介质极化与电位移矢量，介质磁化与磁场 课外阅读与讨论： 程 强度、导电介质，介质中的场方程，介质 各向异性与非线性介 (2 学时) 中的电磁能量和能流 质 1-6 电磁场边值关 电磁场的法向分量跃变与切向分量跃变， 讲座：从经典场到量 系 边界上的电流连续性方程 子场 (1 学时)