电动力学课件0-0绪论及数学准备.

1、Electrodynamices主讲教师:罗志全Tel0817-2314343E-mai 1 :zqluosctoin. com庆祝2005世界物理年第0章绪论及数学准备第1章 电琏现孜的普遍规诈第2章卿电场第3章艰琏场第4章 电雄波的传播第6章狭义相对论课程类型：物理学、物理学本科专业主干课 学时学分：64学时，4学分先修要求：电磁学，高等数学,数学物理方程基本目的:1.学习处理电问题的一般理论和方法2. 学习狭义相对论的理论和方法简内容提要：1-电磁场的基本规律介 2.静电问题和静磁问题3. 电磁波的辐射和传播4. 狭义相对论的概念和理论的数学形式成绩评定：期末考

2、试（70%）,平时表现及作业（15%）, 研究性内容（15%） o§ 1绪论一、基本情况及要求课程性质电动力学是物理学科的一 门重要基础理论课，是物理学的大力学”之一。研究对象电动力学主要研究电磁场 的基本性质，运动规律以 及与带电物质之间的相互 作用。学习目的与要求(1)通过学习电磁运动的基本规律，加深对电磁场基本性质的理解;(2)通过学习狭义相对论理论了解相对论的时空观及有关的基本理论;(3)获得在本门课程领域内分析和处理一些基本 问题的初步能力；(4)为学习后续课程和独力解决实际问题打下必 要的基础。主要考核目标(包括重点及难点)(1)掌握矢量场论的简单运算;(2) 掌握电磁场

3、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。重点：第一、二八章难点：公式多、需要记得多、数学推导较繁杂；解题 难度大.相对论概念不易理解。二、电动力学与电越学的联系与区别范围深度从矢量场论出发，总结电磁现象普遍规律，解题更 具一般性。方法建立模型.求解方程、注重理论。数学矢量场论、张量分析初步、线性代数、数理方程、 特殊函数三、理论物理的特点模型建立在一些实验与一系列假设基础之上模型一般为偏微分方程«求解方程需要特殊的数学方法理论的正确由求解结果与实验是否相符合来验证

4、 一些基本思想在争论中不断发展适用 范 围 及主要应用适用于宏观电磁现象，对于微观粒子不考虑波动性同时也不考虑电磁场的量子性。主要应用：电力工业技术、广播、通讯、雷达、测井技术.加速器.光电子技术、激光理论、非线性光学、等离子体、天体物理五、主要参考书1 L3J电动力学郭硕鸿高教出版社第二版1997 电动力学蔡圣善等高教出版社第二版20024电动力学题解林璇英、张之翔 科学出版社电动力学虞福春北京大学出版社19921999；51电动力学解题指导王雪君北京师范大学出 版社19986经典电动力学（影印版）（第3版）John David Jackson高等教育出版社2004.六、发展简史167518

5、2018221831库仑定律电流磁效应（毕一萨定律）安培作用力定律（电动力学一词开始使用） 电磁感应（法拉第），场的思想*1856-1873麦克斯韦方程，预言了电磁波的存在静 1881-1887 迈克尔逊实验（1881），迈一莫雷实验（1887）协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”）療绪论结束最主要贡献：1831年发现了电磁感应现象。1845年9月13日法拉第发现，一束平面偏磁性质，是光的电磁波理论的先驱(17911867)英国物理学家和化学家。1834年他研究电流通过溶液时产生的化 学变化，提出了法拉第电解定律。这一定 律为发展电结构理论开辟了道

6、路。振光通过磁场时发生旋转，这种现象被称 为“法拉第效应”。法拉第认为光具有电1852年他引进磁力线概念。他的很多成就不仅非常重要、且是带根 本性的理论。他制造了世界上第一台发电机。法拉第发现电介质的作用, 创立了介电常数的概念。后来电容的单位“法拉”就是用他的 名字命名的。(James Clerk Maxwe11 18311879)生平简介：英国物理学家.1831年6月13日生于 英国爱丁堡的一个地主家庭，8岁时，母亲去世， 在父亲的诱导下学习科学.16岁时进入爱丁堡大 学,1850年转入剑桥大学研习数学,1854年以优 异成绩毕业于该校三一学院数学系.并留校任职。 1856年到阿伯丁的马里

7、沙耳学院任自然哲学教授。 1860年到伦敦任皇家学院自然哲学及天文学教授。 1865年辞去教职还乡.专心治学和著述。1871年 受聘为剑桥大学的实验物理学教授.负责筹建该 校的第一所物理学实验室卡文迪许实验室， 1874年建成后担任主任。1879年11月5日在剑桥 逝世，终年只有49岁.科学成就：电磁场理论和光的电磁理论，预言了电磁波的存在，1873 电磁学通论O他建立了实验验证的严格理论，并重复卡文迪许的实验. 他还发明了麦克斯韦电桥。运用数学统计的方法导出了分子运动的麦克斯 韦速度分布律，创立了定量色度学，负责建立起来的卡文迪许实验室。 法拉館专于实验探索.麦克斯韦擅长理论概括I I实验物

8、理学家迈克尔孙迈克耳孙1873年毕业于美国海军学院.并留校教物理和化学大约在 5年后，开始进行光速的测量工作，随后游学欧洲，在德国和法国学 习光学。回国后离开海军成为凯斯学院物理学教授迈克耳孙因为稱 密光学仪器和借助这些仪器进行的光谱学和度鼠学的研究工作做出的 贡献获得1907年的诺贝尔物理学奖。迈克耳孙自己设计了旋转镜和干涉仪，用以测定微小的长度、折射率 和光波波长。1879年，他得到的光速为299910 + 5千米/秒；1882 年，他得到的光速为299853±6千米/秒。这个结果被公认为国际标 准，沿用了40年。迈克耳孙最后一次测量光速是在加利福尼亚两座相 差35千米的山上进行

9、的，光速测量精确度最后达到了299798士4千米 /秒。他就在这次测量过程中中风，于1931年去世。迈克耳孙最著名的实验是被称为迈克耳孙一莫雷的测定以太是否存在 的实验（1887） o爱因斯坦1879-195520世纪最杰 出的科学家爱因斯坦生于徳国乌尔姆一个经营电 器作坊的小业主家庭。一年后，随全家 迁居慕尼黑。1894年，他的家迁到意大 利米兰。1895年他转学到瑞士阿劳市的 州立中学° 1896年进苏黎世工业大学师 范系学习物理学，1900年毕业。1901年 取得瑞士国籍。1902年被伯尔尼瑞士专 利局录用为技术员，从事发明专利申谓 的技术鉴定工作。他利用业余时间开展 科学研究

10、，于1905年在物理学三个不同 领域中取得了历史性成就，特别是越 相对论的建立和光畳子论的提出,推动 了物理学理论的革命。同年，以论文 分子大小的新测定法，取得苏黎世大 学的博士学位。爱因斯坦1908年兼任伯尔尼大学编外讲师。1909年离开专利局任苏黎世大学理论物理学副教授。1911年任布拉格徳语大学理论物理学教授，1912年任母校苏 黎世联邦工业大学教授。1914年，应马克斯普朗克和瓦尔特能斯脱的邀请,回德国任威廉皇家物理研究所所长兼柏 林大学教授，直到1933年。1920年应亨 徳里克安东洛伦兹和保耳埃伦菲斯特 的邀谴，兼任荷兰莱顿大学特邀教授。第一次世界大战爆发后，他投入公开和地下的反战

11、活动。 1915年爱因斯坦发表了广义相对论。他所作 的光线经过太阳引力场要弯曲的预言于1919 年由英国天文学家亚瑟斯坦利爱丁顿的日全 食观测结果所证实。1916年他预言的引力波 在1978年也得到了证实。爱因斯坦和相对论 在西方成了家喻户晓的名词，同时也招来了 循国和其他国家的沙文主义者.军国主义者 和排犹主义者的恶毒攻击。9爱因斯坦因在光电效应方面的研究，而被授 予1921年诺贝尔物理学奚。1 1939年他荻悉铀核裂变及其链式反应的发 现，在匈牙利物理学家利奥西拉德推动下 上书罗斯福总统，建议研制原子弹，以防 徳国占先。第二次世界大战结束前夕，美 国在日本广岛和长崎两个城市上空投掷原子弹，爱因斯坦对此强烈不满。战后，为 开展反对核战争的和平运动和反对美国国内法西斯危险，进行不懈的斗争。 1955年4月18日爱因斯坦因主动脉瘤破裂 逝世于普林斯顿。遵照他的遗嘱，不举行 任何丧礼，不筑坟墓，不立纪念碑，骨灰 撒在永远对人保密的地方，为的是不使任 何地方成为圣地。后不理 的_ 坦集 斯工大。 因的在题 爱论现