0-0电动力学.ppt
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1、郑州大学物理工程学院郑州大学物理工程学院教师:王教师:王 飞飞Tel:13673396585Tel:13673396585E-E-mail:mail:电动力学电动力学Electrodynamices电动力学电动力学Electrodynamices西华师范大学电动力学课程组西华师范大学电动力学课程组主讲教师:罗志全主讲教师:罗志全Tel:13018124946,0817-2314343Tel:13018124946,0817-2314343E-E-mail:mail:物理学本科专业主干必修课程课程简介课程类型:课程类型:物理学、物理学本科专业主干课物理学、物理学本科专业主干课学时:学时:周四学时
2、周四学时先修要求:先修要求:电磁学电磁学,高等数学高等数学,数学物理方程数学物理方程基本目的:基本目的:1.1.学习处理电磁问题的一般理论和方法学习处理电磁问题的一般理论和方法2.2.学习狭义相对论的理论和方法学习狭义相对论的理论和方法内容提要:内容提要:1 1电磁现象的普遍规律电磁现象的普遍规律2 2静电场静电场3.3.静磁场静磁场4 4电磁波的辐射和传播电磁波的辐射和传播5 5狭义相对论的概念和理论的数学形式狭义相对论的概念和理论的数学形式一、基本情况及要求 研究对象研究对象电电动动力力学学的的研研究究对对象象是是电电磁磁场场的的基基本本属属性性,它它的的运运动动规规律律以以及及与与它它和
3、和带带电电物物质之间的相互作用。质之间的相互作用。课程性质课程性质电电动动力力学学是是物物理理学学科科的的一一门门重重要要基基础础理理论论课课,是是物物理学的理学的“四大力学四大力学”之一。之一。1 1 绪绪 论论普通物理学数学电电动动力力学学统统计计力力学学量量子子力力学学理论物理学固体物理学激光物理学量子电动力学量子场论电子通信类课程电磁相关的技术理理论论力力学学第第0 0章章 绪论及数学准备绪论及数学准备 第第2 2章章 静电场静电场 第第3 3章章 静磁场静磁场 第第4 4章章 电磁波的传播电磁波的传播第第5 5章章 电磁波的辐射电磁波的辐射电 动 力 学目录第第1 1章章 电磁现象的
4、普遍规律电磁现象的普遍规律第第6 6章章 狭义相对论狭义相对论二、适用范围及应用 适适适适用用用用于于于于宏宏宏宏观观观观电电电电磁磁磁磁现现现现象象象象,对对对对于于于于微微微微观观观观粒粒粒粒子子子子不不不不考考考考虑虑虑虑波波波波动动动动性性性性同时也不考虑电磁场的量子性。同时也不考虑电磁场的量子性。同时也不考虑电磁场的量子性。同时也不考虑电磁场的量子性。宏宏宏宏观观观观电电电电磁磁磁磁场场场场的的的的理理理理论论论论:例例例例如如如如电电电电路路路路电电电电力力力力系系系系统统统统,凝凝凝凝聚聚聚聚态态态态物物物物理理理理,光波导和光子晶体光波导和光子晶体光波导和光子晶体光波导和光子晶
5、体,等离子体等离子体等离子体等离子体,天体物理天体物理天体物理天体物理,粒子加速器等。粒子加速器等。粒子加速器等。粒子加速器等。在在在在迅迅迅迅变变变变情情情情况况况况下下下下,电电电电磁磁磁磁场场场场以以以以电电电电磁磁磁磁波波波波的的的的形形形形式式式式存存存存在在在在.例例例例如如如如:无线电波无线电波无线电波无线电波,热辐射热辐射热辐射热辐射,光波光波光波光波,X,X,X,X射线射线射线射线,和和和和射线等。射线等。射线等。射线等。学习目的与要求学习目的与要求 (1 1 1 1)掌掌掌掌握握握握电电电电磁磁磁磁场场场场的的的的基基基基本本本本规规规规律律律律,加加加加深深深深对对对对电
6、电电电磁磁磁磁场场场场性性性性质质质质的的的的理解;理解;理解;理解;(2 2 2 2)通通通通过过过过学学学学习习习习狭狭狭狭义义义义相相相相对对对对论论论论理理理理论论论论,了了了了解解解解相相相相对对对对论论论论的的的的时时时时空空空空观及有关的基本理论;观及有关的基本理论;观及有关的基本理论;观及有关的基本理论;(3 3 3 3)获获获获得得得得在在在在本本本本门门门门课课课课程程程程领领领领域域域域内内内内分分分分析析析析和和和和处处处处理理理理一一一一些些些些基基基基本本本本问问问问题的初步能力;题的初步能力;题的初步能力;题的初步能力;(4 4 4 4)为为为为学学学学习习习习后
7、后后后续续续续课课课课程程程程和和和和独独独独力力力力解解解解决决决决实实实实际际际际问问问问题题题题打打打打下下下下必必必必要要要要的基础。的基础。的基础。的基础。主要考核目标(包括重点及难点)主要考核目标(包括重点及难点)主要考核目标(包括重点及难点)主要考核目标(包括重点及难点)(1 1 1 1)掌握矢量场论的简单运算;)掌握矢量场论的简单运算;)掌握矢量场论的简单运算;)掌握矢量场论的简单运算;(2 2 2 2)掌握电磁场基本理论、重要实验定律;)掌握电磁场基本理论、重要实验定律;)掌握电磁场基本理论、重要实验定律;)掌握电磁场基本理论、重要实验定律;(3 3 3 3)掌握静电场和静磁
8、场的基本理论和解题方法;)掌握静电场和静磁场的基本理论和解题方法;)掌握静电场和静磁场的基本理论和解题方法;)掌握静电场和静磁场的基本理论和解题方法;(4 4 4 4)掌握电磁波传播和辐射的基本概念和简单应用;)掌握电磁波传播和辐射的基本概念和简单应用;)掌握电磁波传播和辐射的基本概念和简单应用;)掌握电磁波传播和辐射的基本概念和简单应用;(5 5 5 5)掌握狭义相对论的基本理论和简单应用。)掌握狭义相对论的基本理论和简单应用。)掌握狭义相对论的基本理论和简单应用。)掌握狭义相对论的基本理论和简单应用。难点:公式多、需要记得多、数学推导较繁杂;解题难点:公式多、需要记得多、数学推导较繁杂;解
9、题难点:公式多、需要记得多、数学推导较繁杂;解题难点: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。难度大、相对论概念不易理解。难度大、相对论概念不易理解。难度大、相对论概念不易理解。三、三、电动力学与电磁学的联系与区别电动力学与电磁学的联系与区别范围范围范围范围 既讨论静场又讨论变化场,外加相对论。既讨论静场又讨论变化场,外加相对论。既讨论静场又讨论变化场,外加相对论。既讨论静场又讨论变化场,外加相对论。深度深度深度深度 从矢量场论出发,总结电磁现象普遍规律,解题更从矢量场论出发,总结电磁现象普遍规律,解题更从矢量场论出发,总结电磁现象普遍规律,解题更从矢量场论出发,
10、总结电磁现象普遍规律,解题更具一般性。具一般性。具一般性。具一般性。方法方法方法方法 建立模型、求解方程、注重理论。建立模型、求解方程、注重理论。建立模型、求解方程、注重理论。建立模型、求解方程、注重理论。数学数学数学数学 矢量场论、张量分析初步、线性代数、数理方程、矢量场论、张量分析初步、线性代数、数理方程、矢量场论、张量分析初步、线性代数、数理方程、矢量场论、张量分析初步、线性代数、数理方程、特殊函数特殊函数特殊函数特殊函数 四、理论物理的特点四、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建立在一些实验与一系列假设基础之上模型建立在一些实验与一系列假设基础之上模型建立在一些实
11、验与一系列假设基础之上模型一般为偏微分方程模型一般为偏微分方程模型一般为偏微分方程模型一般为偏微分方程求解方程需要特殊的数学方法求解方程需要特殊的数学方法求解方程需要特殊的数学方法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理论的正确由求解结果与实验是否相符合来验证理论的正确由求解结果与实验是否相符合来验证理论的正确由求解结果与实验是否相符合来验证一些基本思想在争论中不断发展一些基本思想在争论中不断发展一些基本思想在争论中不断发展一些基本思想在争论中不断发展五、主要参考书11电动力学电动力学电动力学电动力学蔡圣善等蔡圣善等蔡圣善等蔡圣善等 高教出版社高教出版社高教出版社
12、高教出版社 第二版第二版第二版第二版 2002200222电动力学电动力学电动力学电动力学虞福春虞福春虞福春虞福春 北京大学出版社北京大学出版社北京大学出版社北京大学出版社 1992199233电动力学题解电动力学题解电动力学题解电动力学题解林璇英、张之翔林璇英、张之翔林璇英、张之翔林璇英、张之翔 科学出版社科学出版社科学出版社科学出版社 19991999;44电电电电动动动动力力力力学学学学学学学学习习习习指指指指导导导导与与与与习习习习题题题题详详详详解解解解 郭郭郭郭芳芳芳芳侠侠侠侠 陕陕陕陕西西西西师范大学出版社师范大学出版社师范大学出版社师范大学出版社 2005 2005 2005
13、2005 5 5 经经经经典典典典电电电电动动动动力力力力学学学学(影影影影印印印印版版版版)()()()(第第第第3 3 3 3版版版版)John John David David JacksonJackson 高等教育出版社高等教育出版社高等教育出版社高等教育出版社 2004200420042004.6 6 电电电电动动动动力力力力学学学学导导导导论论论论(第第第第三三三三版版版版)(英英英英文文文文版版版版)DavidDavid J.J.GriffithsGriffiths 世界图书出版公司世界图书出版公司世界图书出版公司世界图书出版公司 2006200620062006.1675 16
14、75 1675 1675 库仑定律库仑定律库仑定律库仑定律 1820 1820 1820 1820 电流磁效应(毕萨定律)电流磁效应(毕萨定律)电流磁效应(毕萨定律)电流磁效应(毕萨定律)1822 1822 1822 1822 安培作用力定律(电动力学一词开始使用)安培作用力定律(电动力学一词开始使用)安培作用力定律(电动力学一词开始使用)安培作用力定律(电动力学一词开始使用)1831 1831 1831 1831 电磁感应(法拉第),场的思想电磁感应(法拉第),场的思想电磁感应(法拉第),场的思想电磁感应(法拉第),场的思想 1856-1873 1856-1873 1856-1873 185
15、6-1873 麦克斯韦方程,预言了电磁波的存在麦克斯韦方程,预言了电磁波的存在麦克斯韦方程,预言了电磁波的存在麦克斯韦方程,预言了电磁波的存在 1881-1887 1881-1887 迈迈迈迈克克克克尔尔尔尔逊逊逊逊实实实实验验验验(18811881),迈迈迈迈莫莫莫莫雷雷雷雷实实实实验验验验(18871887)1888 1888 赫兹证实电磁波存在赫兹证实电磁波存在赫兹证实电磁波存在赫兹证实电磁波存在 1905 1905 狭狭狭狭义义义义相相相相对对对对论论论论(爱爱爱爱因因因因斯斯斯斯坦坦坦坦“论论论论运运运运动动动动物物物物体体体体的的的的电电电电动动动动力学力学力学力学”)。)。)。)
16、。六、发展简史4123绪论结束谢谢合作!法拉第法拉第 英国物理学家和化学家。英国物理学家和化学家。英国物理学家和化学家。英国物理学家和化学家。最主要贡献:最主要贡献:最主要贡献:最主要贡献:1831183118311831年年年年发现了发现了发现了发现了电磁感应现象电磁感应现象电磁感应现象电磁感应现象。1834183418341834年年年年他他他他研研研研究究究究电电电电流流流流通通通通过过过过溶溶溶溶液液液液时时时时产产产产生生生生的的的的化化化化学学学学变变变变化化化化,提提提提出出出出了了了了法法法法拉拉拉拉第第第第电电电电解解解解定定定定律律律律。这这这这一一一一定定定定律律律律为发
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