《电动力学》教学大纲

第页《电动力学》教学大纲课程编号：10180223英文名称：Electrodynamics学分：2学时：总学时32学时，其中理论32学时先修课程：高等数学，电磁学课程类别：专业基础课程授课对象：物理学专业学生教学单位：数理信息学院修读学期：第5学期一、课程描述和目标《电动力学》是物理学专业的一门专业必修课，是一门理论性很强的课程，它在《电磁学》基础上以更严谨、更完整的理论结构并利用形式化的语言来表述与电磁相关的定律、定理和物理结论并引入狭义相对论的时空理论。通过电动力学的教学，使学生在进一步理解、认识相关的物理概念，掌握物理规律的同时能熟练地运用微积分、矢量代数等数学工具解决较为复杂的物理问题，从而锻炼分析、解决具体问题的能力。培养学生严密的抽象思维能力，为学生进一步学习其它专业课程和从事科学研究工作打下良好的理论基础。本课程拟达到的课程目标:课程目标1：掌握电磁运动的基本规律，加深对电磁场性质的理解，熟悉狭义相对论时空观及有关基本概念，并掌握新时空观下物理规律的表述形式。课程目标2：掌握用精确、严密的数学语言表述自然规律的能力，获得在本课程领域内分析和处理较复杂问题的初步能力。课程目标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，帮助学生加深对辩证唯物主义的世界观的认识。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重指标点1-1.具有严谨治学、艰苦奋斗、求真务实的精神和热爱劳动、遵纪守法、自律谦让、团结合作的品质。课程目标10.5课程目标30.5指标点1-2.具备一定的科学素养，有较好的文化、道德修养和社会责任感，有健康的心理素质和良好的行为习惯。课程目标10.5课程目标30.5指标点2-1.具有创新精神，了解创新是科技和社会经济发展的第一动力。课程目标10.4课程目标20.2课程目标30.4指标点5-1.系统地掌握物理学的基本理论、基本知识、基本实验方法和技能，具有基础扎实、适应性强的特点和自学新知识、新技术的能力；掌握材料物理基本理论和应用基本理论和应用知识能力。课程目标10.5课程目标20.5指标点5-2.具有运用物理学的理论和方法进行科学研究、应用研究、教学和相应管理工作的能力。课程目标10.4课程目标20.4课程目标30.2三、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求学时教学方式对应课程目标11.电磁现象的普遍规律1.2电流和磁场1.3麦克斯韦方程组1.4介质的电磁性质1.5电磁场边值条件1.6电磁场的能量和能流要求从电场和磁场的实验定律出发，总结、提炼出Maxwell方程组和洛伦兹力公式；要求了解介质的电磁性质，特别是线性介质的极化和磁化规律；深刻领会Maxwell方程组中各方程的物理内涵以及它们之间的联系；学会利用电磁场的边值关系解决相关问题；7讲授法、讨论法、练习法课程目标1、课程目标222.静电场2.1静电场的标势及其微分方程2.2.唯一性定理2.3.拉普拉斯方程分离变量法2.4镜像法2.5格林函数（自主学习）理解并掌握静电场的标势概念；熟练掌握应用分离变量法和镜象法求解静电场问题的方法；6讲授法、练习法课程目标1、课程目标2、课程目标333.静磁场3.1矢势及其微分方程3.2磁标势3.3磁多极矩（自主学习）理解并掌握矢势的概念；能够运用Maxwell方程组导出矢势的微分方程、毕奥—萨伐尔定律和矢势的边值关系；4讲授法、讨论法、练习法课程目标1、课程目标2、课程目标344.电磁波的传播4.1平面电磁波4.2电磁波在介质面上的反射和折射4.3有导体存在时电磁波的传播4.4谐振腔（自主学习）掌握平面电磁波的性质；能够运用Maxwell方程组及电磁场的边值关系研究电磁波在介质界面上的反射和折射规律以及在导体界面处电磁波的传播行为；5讲授法、讨论法、练习法、课程目标1、课程目标2、课程目标355.电磁波的辐射5.1电磁场的矢势和标势5.2推迟势5.3电磁场的动量理解并掌握用矢势和标势统一描述电磁场的思想和方法；掌握规范变换和规范不变性的概念以及推迟势的物理意义；5讲授法、讨论法、练习法课程目标1、课程目标2、课程目标366.狭义相对论6.1相对论的实验基础6.2相对论的基本原理洛伦兹变换6.3相对论的时空理论理解并掌握狭义相对论的基本思想和基本结论；学会利用洛伦兹变换推导出同时的相对性、运动时钟的延缓、运动尺度的缩短和相对论速度变换公式等重要结论；理解相对论理论的四维形式的重要意义，掌握物理量的四维表达；理解物理规律协变性的重要含义和电动力学的相对论不变性的深刻意义5讲授法、讨论法、练习法课程目标1、课程目标2、课程目标3合计32四、课程教学方法采用集中讲授法、讨论法、练习法、混合教学法等教学方式。五、学业评价和课程考核考核依据建议分值考核/评价细则对应课程目标平时成绩40%出勤0%每旷课一次扣2分课程目标1、课程目标2、课程目标3作业20%“完成很好”为20分、“完成较好”为14分、“基本完成”为10分，“完成很差或不完成作业”<10分课程目标1、课程目标2、课程目标3过程性考核20%阶段性测验，根据测验情况酌情量分课程目标1、课程目标2、课程目标3期末考试60%考试类型：闭卷；考试分制：百分制；考试题型：命题方式由该任课老师确定；考试时间：由教学管理部门统一安排；5、评价标准：由命题教师提供。课程目标1、课程目标2、课程目标3六、教材与参考书（一）推荐教材1．《电动力学》，郭硕鸿主编，高教出版社，2008年2月版；2．《电动力