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1、电动力学电动力学北京交通大学王智，王健王智，王健 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、光信息科学本科生专业课物理、光信息科学本科生专业课学时学分：学时学分：6464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
2、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一、基本情况及要求 研究对象研究对象电电动动力力学学主主要要研研究究电电磁磁场场的的基基本本性性质质，运运动动规规律律以以及及与与带带电电物物质质之之间间的的相相互互作用。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
3、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 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
4、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
5、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）掌握静电场和静磁场的基本理论和解决问题方法；）掌握静电场和静磁场的基本理论和解决问题方法；）掌握静电场和静磁场的基本理论和解决问题方法；）掌握静电场和静磁场的基本理论
6、和解决问题方法；（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。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
7、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。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，解决问从矢量场论出发，总结电磁现象普遍规律，解决问从矢量场论出发，总结电磁现象普遍规律，解决问从矢量场论出发，总结电磁现象普遍规律，解决问题更具一般
8、性。题更具一般性。题更具一般性。题更具一般性。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 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
9、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
10、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 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、
11、天体物理线性光学、等离子体、天体物理 。五、主要参考书11电电电电动动动动力力力力学学学学( (普普普普通通通通高高高高等等等等教教教教育育育育十十十十一一一一五五五五国国国国家家家家级级级级规规规规划划划划教教教教材材材材) )郭郭郭郭硕鸿硕鸿硕鸿硕鸿 高教出版社高教出版社高教出版社高教出版社 第三版第三版第三版第三版 20082008电动力学电动力学电动力学电动力学郭硕鸿郭硕鸿郭硕鸿郭硕鸿 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 1997199722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高教出版社 第二版
12、第二版第二版第二版 2002200233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 1992199244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；55电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出出出版版版版社社社社 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
13、影印印印印版版版版)( )(第第第第3 3版版版版) ) John John David David Jackson Jackson 高高高高等教育出版社等教育出版社等教育出版社等教育出版社 2004 .2004 .ftp:/ftp:/, download, download, /, download, download, /电动电动电动电动 1675 1675 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
14、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 1856-1873 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（1
15、8811881）, , , ,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” ”）。）。）。）。 六、发展简史4123答疑及考核答疑安排：时间：周一晚上时间：周一晚上7 7：00009 9：0000地点：地点：71027102人物：王智、助教人物：王智、助教考核方式：期中考试：闭卷（满分期中考试：闭卷（满分
16、100100），），3030期末考试：闭卷（满分期末考试：闭卷（满分100100），），4040研究型教学：纸质报告和口头报告，研究型教学：纸质报告和口头报告，1010平时作业：周一晚上交平时作业：周一晚上交71027102，2020几位物理学家看看他们吧我们该做点什么！FaradayMaxwellMichelsonEinstein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年年年年发现了电磁感应现象。发现了电磁感应现象。发现了电磁感应现象。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
