电动力学绪论

1、电动力学本人简介张悦 （1983）武汉大学物理科学与技术学院凝聚态物理专业博士；2011年7月进入华中科技大学任教；联系方式：yue-助教简介 郑娟娟： 华中科技大学光学与电子信息学院2013级硕士生 联系方式： 手机号码西一楼105公共邮箱密码：2014hustddlx课程安排 讲授，习题课，讨论相结合； 形成性考核； 40 %: 平时（作业，到课率，单元测试） 60 %: 期末考试 板书为主，PPT为辅； 先易后难，循序渐进； 磨刀不误砍柴工：先真正学懂数学工具学习基础 数学工具高等数学+数学物理方法 物理基础普通物理学或电磁学教材与参考书 教材：郭硕鸿电动力学第

2、四版讲授：数学准备+第，章； 自学与讨论：第章 参考书： Landau 场论； J. D. Jackson Classical Electrodynamics； 李政道物理学中的数学方法绪论 光电信息工程专业为什么必修“电动力学”？光电信息工程主要专业学科：光电子学+光信息学1. 光电子学光与半导体电子能量和动量的交换光伏产业：光能 电能LED：电能 光能2. 光信息学光纤通信信息 电信号 光信号 光纤中传输 电信号 信息 调制解调光电子学，光信息学与电动力学的关系光的电磁场本质；电磁场的能量与动量；电磁波在特殊介质中的传播以上内容均是电动力学的重要内容光电子学，光信息学：高楼电动力学：地基3

3、. 考研电动力学是国内很多重点高校光学专业考研专业课4. 严谨和耐心品格的培养 什么是电动力学？什么是“广义”的（动）力学？参考答案：描述各种物质的运动形式并揭示其原因哪些物质？具有静止质量，没有静止质量（场），宏观，微观，带有净电荷，不带净电荷，单个或较少数量，大数量物质组成的系统什么叫运动形式？各种物理量（位移，波函数，电场强度。）随时间的变化什么叫揭示运动的原因？用动力学方程描述物质的运动举例：经典力学：研究具有静止质量的宏观物质的低速运动；相对论力学：研究具有静止质量的物质的高速运动；量子力学：研究微观物质的运动；相对论量子力学：研究微观物质的高速运动；热力学与统计物理学：研究大数量物

4、质系统运动的统计性规律；量子统计物理学：研究微观大数量物质系统运动的统计性规律；广义相对论：研究引力场的运动；电动力学：研究电磁场的运动； 什么是场？场是以时空为变量的物理量，或曰场描述物理量的时空分布。每一时刻，物理量在空间每一点都有唯一确定的值（单值）。分类：标量场；矢量场；张量场举例：1. 烧开水，热水壶里水温的时空分布就构成一个场（温度场）T(x, y, z, t)时间：从开始烧到沸腾；空间：壶中不同位置烧开水过程水的各种现象（如对流，沸腾）就和水的温度场直接相关。2. 河流的速度场河水速度的时空分布v(x, y, z, t)河水的波浪，漩涡，湍流等现象与河水速度场直接相关3. 地球的

5、重力场地球表面重力的时空分布G(x, y, z, t)“毁三观”的地球4. 电磁场电场强度与磁感应强度的时空分布：E(x, y, z, t)；B(x, y, z, t)虽不可见，但生活中无处不在 不是所有的电磁场都能形成“辐射”！ 不是所有的电磁场或电磁辐射都是有害健康的！电磁辐射是否有害主要取决1. 辐射频率（电离辐射和非电离辐射）2. 辐射功率（热效应） 电磁场的主要特征1. 电磁场可以传递非接触的电磁相互作用；如果将电荷（流）放入电磁场中，电荷（流）将受到力的作用本质不是场对电荷（流）产生力的作用，而是产生电磁场的电荷（电流）对放入电磁场的电荷（流）的作用（回顾电场强度和磁场强度的定义）2. 电磁相互作用不是超距作用，而是以一定速度传递；真空中电磁相互作用的传递速度为光速。3. 电磁场可以看成一种客观存在的物质；电磁场具有能量与动量但本质是电荷（流）体系之间能量动量的非接触交换 本课程的核心内容1. 各种电荷系统及电磁场在特定时空中产生的电磁场；2. 各种电磁场对电荷系统的反作用电荷系统：单个孤立电荷，多个电荷组成的系统，静止的电荷，运动的电荷