《电动力学》教学大纲.doc

电动力学教学大纲课 程 编 号：一、课程性质、目的及开课对象（一）课程性质：专业课（二）教学目的：掌握电磁运动的基本规律，加深对电磁场性质的理解。了解狭义相对论时空观及有关基本概念。获得本课程领域内分析和处理一些最基本问题的初步能力，为学习后继课程和独立解决实际工作问题打下必要的基础。（三）开课对象：物理系物理学专业本科生二 、先修课程电磁学、数学物理方法三、教学方法与考核方法（一）教学方法：讲授式为主（二）考核方式：考试四、学时数分配总学时：64学时；理论讲授52学时；习题讲授12学时，大纲中带号内容不是必讲的，未计入学时之内。五、教学内容与学时第一章 电磁现象的普遍规律 （19学时）主要内容：11电荷和电场 12电流和磁场 13麦克斯韦方程组 14介质的电磁性质 15电磁场边值关系 16电磁场的能量和能流 习题及所需数学知识(10学时)重点难点：麦克斯韦方程组，电磁场的能量和边值关系。学生掌握要点：1掌握高斯定理和电场的散度及旋度。2掌握毕奥-萨伐尔定律及磁场的环量和旋度、磁场的散度。3了解磁场的旋度和散度公式的证明。4理解位移电流。5掌握麦克斯韦方程组，电磁场的能量和边值关系。第二章 静电场 （11学时）主要内容：21静电场的标势及其微分方程 22唯一性定理 23拉普拉斯方程 分离变量法 24镜象法 25格林函数 26电多极矩 习题（2学时） 重点难点： 静电场的标势及其微分方程，镜象法，分离普通量法学生掌握要点：1掌握静电场的标势及其微分方程。2唯一性定理只证明两导体的第一和第二类问题。3分离变量法着重在拉普拉斯方程的应用。4掌握镜象法解题方法，了解点电荷密度的函数表示及格林函数问题。5掌握电势多级展开及前两项的物理意义。第三章 静磁场 （6学时）主要内容：31矢势及其微分方程 32磁标势 33磁多极矩 34阿哈罗诺夫-玻姆效应 35超导体的电磁性质 习题（2学时）重点难点： 矢势及其微分方程、磁偶极子及其外场的作用学生掌握要点：1掌握矢势及其微分方程和矢势边值关系。2磁标势法介绍从场方程的出磁场问题的两中观点，加以比较。第四章 电磁波的传播 （8学时）主要内容：41平面电磁波 42电磁波在介质介面上的反射和折射 43有导体存在时的电磁波的传播 44谐振腔 45波导 46高斯光束47等离子体习题（2学时）重点难点：平面电磁波、理想导体边界条件、截止频率学生掌握要点：1掌握平面电磁波及波动方程。2了解电磁波的能量和能流。3波导只讲矩形波并掌握波导中电磁波传波的特点。4理解截止频率的含义。第五章 电磁波的辐射 （8学时）主要内容：51电磁场的矢势和标势 52推迟势 53电偶极辐射 54磁偶极辐射和电四极辐射55天线辐射56电磁波的衍射 57电磁场的动量习题（2学时）重点难点： 电磁场的势、达郎贝尔方程、推迟势学生掌握要点：1重点掌握用矢势和标势描素电磁场的方法。 2重点掌握达郎贝尔方程、推迟势及其物理意义。3了解电偶极辐射的相关内容。第六章 狭义相对论 （10学时）主要内容：61相对论的实验基础 62相对论的基本原理 洛仑滋变换 63相对论的时空理论64相对论理论的四维形式65电动力学的相对论不变性 66相对论力学 67电磁场中带电粒子的拉格朗日量和哈密顿量重点难点： 相对论的基本原理洛仑滋变换、时空理论、速度相加原理学生掌握要点：1了解狭义相对论的实验基础是迈克耳逊-莫雷实验，适当介绍一些近年来的新实验。2重点掌握相对论的基本原理洛仑滋变换、时空理论、速度相加原理。3了解相对论力学的相关知识。习题（2学时）第七章 带电粒子和电磁场的相互作用 （2学时）主要内容：71运动带电粒子的势和辐射电磁场 72高速运动带电粒子的辐射73辐射的频谱分析74切伦柯夫辐射75带电粒子的电磁场对粒子本身的反作用 76电磁波的散射和吸收，介质的色散 重点难点：运动带电粒子的势和辐射电磁场学生掌握要点：1了解运动带电粒子的势和辐射电磁场2结束语应简洁，指出经典电动力学的局限性，不必介绍量子电动力学的内容。六、教材与教参（一）教材郭硕鸿 编电动力学 人发教育出版社 1979（二）参考书1曹昌棋 编电