电动力学教学大纲.docx

电动力学 一、课程说明 课程编号： 140308Z10 课程名称（中 /英文） ：电动力学， Electrodynamics 课程类别：专业类课程 学时/学分： 56/3 先修课程：高等数学，数学物理方法，电磁学，理论力学 适用专业： 物理学，应用物理学，光信息工程类等本科专业 教材、教学参考书： 郭硕鸿主编： 《电动力学》 ，高等教育出版社， 2009 年出版（第三版） 陈世民主编： 《电动力学简明教程》 ，高等教育出版社， 2004 年出版 俞允强主编， 《电动力学简明教程》 ，北京大学出版社， 1999 年出版 尹真主编， 《电动力学》 ，科学出版社， 2005 年出版（第二版） 二、课程设置的目的意义 本课程是为应用物理学专业学生开设的专业必修理论课， 是在大学物理课程 《电磁学》 的基础上， 运用高等数学工具和数学物理方法， 全面系统地阐述和总 结电磁学普遍规律以及电磁场理论在各个方面的运用。 通过电动力学课程的教学， 使学生对经典电磁学， 特别是电动力学的基本概念、 基本理论和方法有比较系统 的认识和正确的理解，对实际的电磁学问题中所包含的物理本质有较好的理解， 并结合高等数学和数学物理方法的运用掌握处理电磁学问题的一般方法， 培养学 生运用数学工具解决物理问题的能力， 为学习后继的理论物理课程和相关课程打 下较坚实的基础。 并逐步培养学生的抽象思维能力、 逻辑推理能力、 空间想象能 力和自学能力； 训练学生抽象概括问题的能力和综合运用知识来分析解决问题的 能力，为学生学习进一步学习新理论、新知识以及新技术打下扎实的基础。 三、课程的基本要求 1、知识要求 通过电动力学课程的学习， 特别是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， 掌握电磁场的基本规律， 加深对电磁场性质的理解； 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； 通过对电磁场运动规律和狭义相对 论的学习， 更深刻领会电磁场的物质性， 建立新的时空观念。 使学生能够获得有 关电磁理论的一个完整的知识框架， 为今后学习各类后继课程和进一步扩大知识 面奠定必要的基础。 2、能力要求 本课程推理严密、体系完整、理论性较强，与经典电磁学相比，它在理论上 第 1 页/ 共 3 页 和解决问题的方法上都有较大提高。 应使学生受到理论物理研究方法的初步训练， 培养学生抽象思维和逻辑推理的理性思维能力， 运用不同的数学语言表述物理问 题的能力， 运用不同的数学工具定性和定量处理电磁学问题的能力， 综合运用电 动力学的理论和方法进行分析和解决问题的能力， 并培养其主动探索和独立思考 的能力 ,提高学生的创新意识。 3、素质要求 通过本课程的学习， 应注意培养学生以下素质： 主动探寻并善于抓住电磁学 问题的背景和本质的素养； 善于对自然现象和过程进行合理的抽象化， 抓住主要 矛盾和问题的关键建立物理模型的素养； 能用准确、 简明、 规范的数学语言表述 物理问题的素养； 运用不同的电磁学理论与方法和不同的数学工具， 从多角度探 寻解决问题的途径的素养； 具有良好的科学态度和创新精神， 合理地提出新思想、 新概念、新方法的素养。 四、教学内容、重点难点及教学设计 章节 第 0 章 绪论 矢量分 析与 场论 第 1 章 电磁现 象的普 遍规律 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 第 6 章 狭义相 教学内容 1 矢量代数 2. 梯度、 散度和旋度 3. 矢量场论 1. 真空与介质中的 麦克斯韦方程组 2. 电磁场的边值关 系 3. 电磁场能量和能 流 1. 电势及微分方程 3. 拉普拉斯方程 分 离变量法 镜像法 3 .电多极距 1. 矢势及微分方程 2. 磁标势 3. 磁多极距 1. 平面电磁波 2. 电磁波的反射和 折射 3. 有导体存在时电 磁波的传播 4. 谐振腔、波导 1. 电磁场的矢势和 标势 2. 推迟势 . 电偶极 辐射 3. 电磁场的动量 1. 相对论的实