《电动力学》是系统化、理论化地阐述电磁场的基本属性和运动规律,以及电磁场与带电物质之间的相互作用,系统阐述了电磁场的基本理论。
其内容主要包括以下六个部分:
第一章 .电磁现象的普遍规律。
这一章的内容主要是电磁学部分的基础知识。电学部分,主要是以静电场为主,介绍了电场的高斯定理,由该定理可以由电荷的分布推导出局域的场强分布。高斯定理的微分形式则进一步表达了这种局域关系。电荷守恒定律的微分形式即连续性方程奠定了电学的基本定律,并根据电荷守恒定律所引入位移电流,为麦克斯韦方程的建立提供了基础。磁学部分,毕奥-萨法尔定律,电荷电流产生电磁场;对于电磁场对电荷电流的作用,则是由洛伦兹力公式给出的。麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式,再结合具体问题的边界条件,理论上就可完全确定电磁场和带电体的运动变化规律。因此,麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式构成了描述电磁场运动和电磁相互作用普遍规律的完整体系。
第二章 静电场。
该部分主要是围绕静电场的微分方程及其边值关系,讨论了在不同介质下所满足的边值关系,不同坐标系下解静电场的势分布进而求出场强分布。除此之外,还提出了另外两种方法求解势函数,即镜像法与格林函数法。
第三章静磁场.
该部分主要是围绕静磁场的微分方程及其边值关系,讨论了磁标势与磁矢势在不同介质下所满足的边值关系,不同坐标系下解静磁场的势分布进而求出场强分布。除此之外,还介绍了超导的零电阻,迈纳斯效应性质。
第四章.电磁波的传播
该部分内容主要介绍了平面电磁波在自由空间,绝缘介质,金属中的传播规律,平面电磁波在介质界面的反射和折射规律以及电磁波在波导和谐振腔中的传播规律。
第五章 .电磁波的辐射
该部分内容介绍高频交变电流辐射电磁波的规律。简化问题的需要,主要引入势的概念来解决了由天线上给定电流分布如何计算辐射电磁波的规律。
第六章 .狭义相对论
狭义相对论部分主要研究的是在高速运动情况下的时空观问题以及在高速运动情况下,从实验出发,引入相对论的两个基本原理:相对性原理与光速不变原理。由此导出洛伦茨变换式,根据相对论时空观解决电动力学的参考系问题,把麦克斯韦方程组与洛伦茨力公式表述为广义相对论协变形式,用来解决任意运动带电粒子与电磁场的相互作用问题。
考核目标
(1)掌握矢量场论的简单运算;
(2)掌握电磁场基本理论、重要实验定律;
(3)掌握静电场和静磁场的基本理论和解题方法;
(4)掌握电磁波传播和辐射的基本概念和简单应用;
(5)掌握狭义相对论的基本理论和简单应用。
课程教学的基本要求
电磁场是物质世界的重要组成部分之一,在生产实践与科学技术领域内,存在着大量的和电磁场有关的问题。 通过本课程的教学,使学生在理解和掌握电磁场的基本理论。,能正确地应用所学知识来解决初步的实际问题。同时,通过教学过程引导学生学会自学的方法和获取知识的能力,激励学生的创新精神。
地址: 西北师范大学物理与电子工程学院
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