《电动力学绪论》PPT课件.ppt
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1、电动力学电动力学河北师范大学电动力学课程组河北师范大学电动力学课程组负责人:负责人:杨世平杨世平杨世平杨世平 物理学、应用物理学专业必修课程庆祝2005世界物理年第第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课程简介课程类型:课程类型:物理学、应用物理学本科生限选课物理学、应用物理学本科生限选课成绩评定:成绩评定:考试(考试(70%70%),作业(),
2、作业(15%15%),研究性内容(研究性内容(15%15%)。)。学时学分:学时学分:7272学时,学时,4 4学分学分先修要求:先修要求:普通物理电磁学,数学物理方程普通物理电磁学,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电磁场的基本规律电磁场的基本规律2 2静电问题和静磁问题静电问题和静磁问题3 3电磁波的辐射和传播电磁波的辐射和传播4 4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绪论及数学准备绪论及数学准备第零章河北师
3、范大学重点建设课程河北师范大学重点建设课程一、基本情况及要求 研究对象研究对象研究对象研究对象电电电电动动动动力力力力学学学学主主主主要要要要研研研研究究究究电电电电磁磁磁磁场场场场的的的的基基基基本本本本性性性性质质质质,运运运运动动动动规规规规律律律律以以以以及及及及与与与与带带带带电电电电物物物物质质质质之之之之间间间间的的的的相相相相互互互互作用。作用。作用。作用。课程性质课程性质课程性质课程性质电电电电动动动动力力力力学学学学是是是是物物物物理理理理学学学学科科科科的的的的一一一一门门门门重重重重要要要要基基基基础础础础理理理理论论论论课课课课,是是是是物物物物理学的理学的理学的理学
4、的“四大力学四大力学四大力学四大力学”之一。之一。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 学习目的与要求学习目的与要求 (1 1 1 1)通通通通过过过过学学学学习习习习电电电电磁磁磁磁运运运运动动动动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电电电磁磁磁磁场场场场基本性质的理解;基本性质的理解;基本性质的理解;基本性质的理解;(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
5、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观观观及有关的基本理论;及有关的基本理论;及有关的基本理论;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
6、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
7、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。重点:第一、二、四、六章重点:第一、二、四、六章重点:第一、二、四、六章重点:第一、二、四、六章难点: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
8、;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。二、二、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,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
9、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 三、理论物理的特点三、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
10、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四、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适用于宏观电磁现象,对于微观粒子不考虑波动性适用于宏观电磁现象,对于微观粒子不考虑波动性适用于宏观电磁现象,对于微观粒子不考虑波动性
11、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。主要应用:电力工业技术、主要应用:电力工业技术、主要应用:电力工业技术、主要应用:电力工业技术、广播、通讯、雷达、广播、通讯、雷达、广播、通讯、雷达、广播、通讯、雷达、测井技术、加速器、光电子技术、激光理论、非测井技术、加速器、光电子技术、激光理论、非测井技术、加速器、光电子技术、激光理论、非测井技术、加速器、光电子技术、激光理论、非 线性光学、等离子体、天体物理线性光学、等离子体、天体物理线性光学、等离子体、天体物理线性光学、等离子体、天体物理 。五、主要参考书11电动力学郭硕鸿电
12、动力学郭硕鸿电动力学郭硕鸿电动力学郭硕鸿 高教出版社高教出版社高教出版社高教出版社 第二版第二版第二版第二版 1997 199722电动力学蔡圣善等电动力学蔡圣善等电动力学蔡圣善等电动力学蔡圣善等 高教出版社高教出版社高教出版社高教出版社 第二版第二版第二版第二版 2002 200233电动力学虞福春电动力学虞福春电动力学虞福春电动力学虞福春 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 1992 199244电动力学题解林璇英、张之翔电动力学题解林璇英、张之翔电动力学题解林璇英、张之翔电动力学题解林璇英、张之翔 科学出版社科学出版社科学出版社科学出版社 1999 1999;55电
13、电电电动动动动力力力力学学学学解解解解题题题题指指指指导导导导 王王王王雪雪雪雪君君君君 北北北北京京京京师师师师范范范范大大大大学学学学出版社出版社出版社出版社 1998 1998 1998 1998 6 6 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 John John David David David David Jackson Jackson Jackson Jackson 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 2004 2004 2004 2004.1675 167
14、5 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 1856
15、-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年发现了电磁感应现象。年发现了电磁感应现象。年发现了电磁感应现象。年发现了电磁感应现象。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
17、为发展电结构理论开辟了道路。为发展电结构理论开辟了道路。为发展电结构理论开辟了道路。为发展电结构理论开辟了道路。1845184518451845年年年年9 9 9 9月月月月13131313日日日日法法法法拉拉拉拉第第第第发发发发现现现现,一一一一束束束束平平平平面面面面偏偏偏偏振振振振光光光光通通通通过过过过磁磁磁磁场场场场时时时时发发发发生生生生旋旋旋旋转转转转,这这这这种种种种现现现现象象象象被被被被称称称称为为为为“法法法法拉拉拉拉第第第第效效效效应应应应”。法法法法拉拉拉拉第第第第认认认认为为为为光光光光具具具具有有有有电电电电磁磁磁磁性性性性质,质,质,质,是光的电磁波理论的先驱是
18、光的电磁波理论的先驱是光的电磁波理论的先驱是光的电磁波理论的先驱 1852 1852 1852 1852年他引进磁力线概念。年他引进磁力线概念。年他引进磁力线概念。年他引进磁力线概念。他他他他的的的的很很很很多多多多成成成成就就就就不不不不仅仅仅仅非非非非常常常常重重重重要要要要、且且且且是是是是带带带带根根根根本性的理论。本性的理论。本性的理论。本性的理论。(1791179118671867)他他他他制制制制造造造造了了了了世世世世界界界界上上上上第第第第一一一一台台台台发发发发电电电电机机机机。法法法法拉拉拉拉第第第第发发发发现现现现电电电电介介介介质质质质的的的的作作作作用用用用,创创创
19、创立立立立了了了了介介介介电电电电常常常常数数数数的的的的概概概概念念念念。后后后后来来来来电电电电容容容容的的的的单单单单位位位位“法法法法拉拉拉拉”就就就就是是是是用用用用他他他他的的的的名字命名的。名字命名的。名字命名的。名字命名的。返回返回麦克斯韦麦克斯韦(James Clerk Maxwel 1831(James Clerk Maxwel 18311879)1879)生生平平简简介介:英英国国物物理理学学家家,18311831年年6 6月月1313日日生生于于英英国国爱爱丁丁堡堡的的一一个个地地主主家家庭庭,8 8岁岁时时,母母亲亲去去世世,在在父父亲亲的的诱诱导导下下学学习习科科学
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