电动力学前言及数学准备.pptVIP

*第1页，共30页，星期日，2025年，2月5日教材：电动力学，郭硕鸿著，高等教育出版社，2008年第三版参考书：俞允强，“电动力学简明教程”，北京大学出版社，2007年罗春荣，“电动力学”，西安交通大学出版社，2000年第3版.蔡圣善，“电动力学”，高等教育出版社，2005年第2版教材/ddlx/*第2页，共30页，星期日，2025年，2月5日前言：课程简介；矢量分析与场论（数学准备） 4学时第一章：电磁现象的普遍规律 8学时第二章：静电场 8学时第三章：静磁场 2学时第四章：电磁场的传播 10学时第五章：电磁场的辐射 10学时第六章：狭义相对论 4学时第七章：带电粒子和电磁场的相互作用 0学时习题课 2学时学时：48课程章节成绩评定：期末考试+平时成绩（考勤及作业）*第3页，共30页，星期日，2025年，2月5日电动力学知识结构前期课程：大学物理、电磁学、矢量分析、高等数学前言：课程简介几点建议提前预习及课后复习多做习题拓展阅读记住-理解-熟悉-运用*第4页，共30页，星期日，2025年，2月5日研究对象：是电磁场的基本性质、运动规律以及它和带电物质之间的相互作用。研究内容：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Maxwell’sequations。讨论稳恒电磁场、电磁波传播、电磁波辐射及电动力学的参考系问题。学习本课程的主要目的：1）掌握电磁场的基本规律，加深对电磁场性质和时空概念的理解；2）获得本课程领域内分析和处理一些基本问题的初步能力；3）通过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。前言：课程简介*第5页，共30页，星期日，2025年，2月5日电动力学和电磁学的关系普通物理中电磁学的定位也是以场为主要研究对象，电动力学以电磁场为主要研究对象。两者之间的联系和差别在哪里？研究对象基本上是一致的，都是电场、磁场。但内容的侧重完全不同，理论深度相差巨大。即使重叠的内容比如静态电场和稳态磁场，所用数学工具不同，所能解决的问题也大不相同。两者的目标相差很大。前言：课程简介*第6页，共30页，星期日，2025年，2月5日电磁学数学工具是微积分和常微分方程，能解决的问题是有限的。除对实验定律的直接应用外，主要训练积分形式的场方程的应用。比如对静电场只限于训练高斯定理积分形式的应用；对稳恒电流磁场只限于训练安培环路定理积分形式的应用。对于有高度对称性的电荷、电流分布一般只能得到部分点的场分布。比如对一个最简单的单匝圆载流线圈，只能计算其轴线上的场分布，对轴外场点是无能为力的。由于数学工具不够，对电磁波的辐射和传输，在电磁学中是不涉及的。前言：课程简介*第7页，共30页，星期日，2025年，2月5日数学工具除数学分析外，还要求矢量分析、偏微分方程、数学物理方法、特殊函数和初步的张量分析。对于静态场，从场方程的微分形式出发导出场的偏微分方程，把积分形式应用于介质分界面导出边值关系，再根据边界条件把电、磁场问题化为边值问题，求解区内每一点的场值。与电磁学的目标不同，电动力学是要对电磁场问题作出彻底的解决。出发点是麦克斯韦方程组，尤其是微分形式。狭义相对论对于运动物体电动力学是不可缺少的内容。没有狭义相对论，电磁理论是不完整的。电动力学是讨论电磁场运动的普遍规律。电动力学前言：课程简介*第8页，共30页，星期日，2025年，2月5日顿牟掇芥，磁石引针-王充（公元27～约97）《论衡·乱龙篇》1785库仑定律1820电流的磁效应（毕－萨定律）1822安培作用力定律1827安培发表“电动力学理论”1831电磁感应（法拉第），场的概念1856-1873麦克斯韦方程，预言了电磁波的存在1881-1887迈克尔逊实验（1881），迈-莫雷实验（1887）1888赫兹证实电磁波存在1905狭义相对论（爱因斯坦“论运动物体的电动力学”）1926量子力学1948-1950量子电动力学电动力学的发展前言：课程简介*第9页，共30页，星期日，2025年，2月5日电动力学理论的建立过程1785年库仑Coulomb1820年奥斯特Oersted安培Ampere1831年法拉第Faraday1864年麦克斯韦Maxwell1888年赫兹Hertz1905年爱因斯坦Einstein前言：课程简介*第10页，共30页，星期日，2025年，2月5日在生产实