电动力学02034(理论)
电动力学高教第三版5精品课件(2024)
康普顿散射与经典电磁理论的差异
经典电磁理论认为光是一种波动现象，而康普顿散射实验表明光具有粒子性。这种差异促进了量子力学 的发展，并推动了现代物理学的进步。
26
电动力学的发展历史及重 要人物
电动力学与经典物理学的 关系
电动力学在现代科技中的 应用
4
电磁场基本概念
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01
电磁场的基本性质
02 电磁场的描述方式：电场强度、磁感应强 度
03
电磁场的源：电荷与电流
04
电磁场的能量与动量
5
矢量分析与场论初步
标量与矢量场
矢量及其运算
01
梯度、散度与旋度的定义及
电场强度的叠加原
理
多个点电荷在空间中某点产生的 电场强度是各个点电荷单独存在 时在该点产生的电场强度的矢量 和。
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电势与电势差
电势
描述电场中某点的电势能高低，是标量，具 有相对性。通常选择无穷远处为电势零点。
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电势差
两点间电势的差值，等于将单位正电荷从一点移动 到另一点时电场力所做的功。
黑体辐射的应用
黑体辐射在热力学、光谱学等领域有广泛应用，如测量温度、分析物 质成分等。
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康普顿散射实验及意义
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康普顿散射实验
康普顿散射实验是指X射线或伽马射线与物质中的电子发生碰撞，导致射线方向改变并伴随能量损失的过程。该实验 证实了光子的粒子性。
康普顿散射的意义
《电动力学》(郭硕鸿第三版)答案
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《电动力学》教学大纲
《电动力学》课程教学大纲一、课程基本信息英文名称 Electrodynamics 课程代码 PHYS3003课程性质 专业必修课程 授课对象 物理学学 分 4学分 学 时 72学时主讲教师 修订日期 2021年6月指定教材 郭硕鸿，电动力学（第3版）， 北京：高等教育出版社，2008.二、课程目标（一）总体目标：让学生通过本课程的学习掌握电磁场的基本属性、运动规律以及电磁场和带电物质之间的相互作用规律；具备分析和处理一些电磁场基本问题的初步能力；在教学中通过对科研前沿课题、新技术应用以及科研案例的教学和讨论，强化学生对电动力学基本概念和基本原理的理解，提高逻辑思维与公式推导的能力，并能应用这些基本概念和规律解释新的现象，培养学生科学地分析和解决问题的能力，提高学生的科学素质，使学生系统地掌握电磁场理论的基本规律和内在联系，以及狭义相对论中时空的基本性质。
最终使学生体会物理学思想及科学方法，更好地理解科学本质，形成辩证唯物主义世界观和科学的时空观。
（二）课程目标：课程目标1：通过系统的学习电磁场运动的基本规律，让学生掌握静电场、静磁场、电磁波的传播等电磁现象的普遍规律，加深对电磁场和时间空间基本性质的理解，形成辩证唯物主义世界观和科学的时空观。
课程目标2：获得在本门课程领域内分析和处理一些基本问题的初步能力，让学生从学习《电动力学》中掌握理论体系建立过程中的思想方法，并为学习后续课程和独力解决实际问题打下必要的基础。
课程目标3：适当介绍一些与本课程相关的前沿课题，如阿哈罗诺夫－玻姆效应，超导体的电磁场性质，人工电磁材料，引力波等以开阔学生的眼界，培养学生探索物理前沿的兴趣和能力。
课程目标4：通过学习和了解电动力学发展史、重大科学事件和物理学家故事等，体会物理学家的物理思想和科学精神，培养学生的爱国热情，探索未知、追求真理、永攀高峰的责任感和使命感。
通过科学家的人文示范，给学生积极正面影响。
（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表课程目标对应课程内容对应毕业要求（及对应关系说明）课程目标1 第〇章 数学知识准备第一章 电磁现象的普遍规律第二章 静电场第三章 静磁场第四章 电磁波的传播第五章 电磁波的辐射第六章 狭义相对论7-2具有终身学习的意识，了解物理学前沿和物理教学领域及国际发展动态。
电动力学ppt课件
磁场
磁体周围空间存在的一种特殊物质， 对放入其中的磁体有力的作用。
电场强度
描述电场强弱的物理量，用E表示， 单位是牛/库仑（N/C）。
磁感应强度
描述磁场强弱的物理量，用B表示， 单位是特斯拉（T）。
麦克斯韦方程组及其物理意义
麦克斯韦方程组
是电磁学的基本方程，由四个方程组 成，分别描述了电场的性质、磁场的 性质以及电场和磁场之间的相互作用 。
磁悬浮列车
磁共振成像
利用恒定磁场产生的排斥力或吸引力，实 现列车悬浮和导向。
利用恒定磁场与射频脉冲相互作用产生磁 共振信号，实现人体内部结构和功能的成 像。
04 时变电磁场理论 及其应用
法拉第电磁感应定律和楞次定律
法拉第电磁感应定律
描述时变磁场中感应电动势的大小和方向，是电磁感应现象的基础。
楞次定律
01
麦克斯韦方程组的时 域形式
由四个偏微分方程组成，分别描述了 电荷如何产生电场、电流如何产生磁 场、变化的电场如何产生磁场以及变 化的磁场如何产生电场。
02
麦克斯韦方程组的频 域形式
通过傅里叶变换将时域信号转换为频 域信号，得到频域下的麦克斯韦方程 组，适用于分析单一频率或窄带信号 的电磁问题。
03
导体和绝缘体在静电场中特性
导体
01
在静电场中，导体内部电场为零，电荷分布在导体表面，形成
表面电荷密度。
绝缘体
02
绝缘体内部存在电场，电荷不能自由移动，因此不会产生电流
。
静电感应
03
当导体靠近带电体时，导体内部电荷重新分布，使得导体两端
出现异号电荷的现象。
静电场应用实例
电容器
利用静电场存储电能，广泛应 用于电子电路和电力系统中。
电动力学自学考试大纲
电动力学自学考试大纲文档来自网络，是本人收藏整理的，如有遗漏，差错，还请大家指正！电动力学自学考试大纲课程名称：电动力学课程代码：02034（理论）第一部分课程性质与目标一、电动力学是研究电磁场的基本属性，运动规律以及它和带电物质之间的相互作用它是电磁场的产生和传播的理论基础，是光信息科学与技术专业的一门必修专业课设置本课程的目的在于使高等光信息科学与技术专业的考生掌握电磁场的基本规律，加深对电磁场的性质和空间概念的的理解；获得本课程领域内分析和处理一些基本问题的初步能力，为以后解决实际问题打好基础；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，帮助考生加深辨证唯物主义的世界观二、本课程的基本要求：1、全面的科学的掌握麦克斯韦方程及其应用，掌握电磁场的边界条件2、正确理解各种条件电磁场的求解方法，主要是求解思想和思路三、本课程与相关课程的联系1、电动力学是在大学物理电磁学的基础上的扩展和提高，考生在学习本课程时应具备大学物理的电磁学的知识基础2、学习本课程应具备高等数学和数学物理方程的基本知识，包括向量运算、微积分及微分方程、特殊函数，建议考生在学本课程之前先学完高等数学、大学物理、数学物理方程第二部分本课程的基本内容与考核目标第一章电磁现象的普遍规律一、学习目标与要求理解电荷密度，电流密度向量，位移电流，极化强度，磁化强度，电荷受力，场的能量密度，能流密度等基本概念掌握电荷守恒定律高斯定理电场的散度电场的旋度毕奥-萨伐尔定律，电磁感应定律对麦克斯韦方定程的积分形式，微分形式要有正确的认识和较为深入的理解正确运用电场高斯定理，毕奥-萨伐尔定律，磁场的环量定律，叠加原理，电磁场的边值关系分析和解决静电场，静磁场问题正确运用电磁感应定律分析和解决位移电流问题正确运用韦方定程的微分形式解决电磁感应问题本章重点：麦克斯韦方程积分形式和微分形式，电磁场的边值关系二、课程内容及考核知识点1、电荷和电场1.1 库仑定律1.2 高斯定理和电场的散度1.3 静电场的旋度2、电流和磁场2.1 电荷守恒定律2.2 毕奥-萨伐尔定律2.3 磁场的环量和旋度2.4 磁场的散度3、麦克斯韦方程组3.1 电磁感应定律3.2 位移电流3.3 麦克斯韦方组3.4 洛仑兹力公式4、介质的电磁性质4.1 关于介质的概念4.2 介质的极化4.3 介质的磁化4.4 介质中的麦克斯韦方程组5、电磁场边值关系5.1 法向分量的跃变5.2 切向分量的跃变6、电磁场的能量和能流6.1 场和电荷系统的能量守恒定律的一般形式6.2 电磁场能量密度和能流密度表示式6.3 电磁能量的传输三、考核要求1、电荷和电场理解和熟记: 高斯定理和电场的散度，静电场的旋度简单应用: 高斯定理求解电场的的场强和电场的散度电场的叠加原理2、电流和磁场领会: 电荷守恒定律，毕奥-萨伐尔定律，磁场的环量和旋度，磁场的散度简单应用: 磁场的旋度综合应用: 毕奥-萨伐尔定律，磁场的环量和旋度迭加原理求解电场产生的磁场3、麦克斯韦方程组领会: 电磁感应定律，位移电流，麦克斯韦方组简单应用: 电磁感应定律，位移电流4、介质的电磁性质领会: 介质的概念，介质中的麦克斯韦方程组5、电磁场边值关系领会: 电磁场边值法向分量的跃变，切向分量的跃变简单应用:: 电磁场边值关系求解电磁场问题6、电磁场的能量和能流领会: 场和电荷系统的能量守恒定律的一般形式识记::电场能量密度、电磁场能量密度和坡印亭向量第二章静电场一、学习目标与要求1、理解静电场麦克斯韦方程组基本特点静电场的标势定义2、理解并掌握静电场的标势的微分方程及其边值关系3、掌握静电场的标势唯一性定理和求解方法：分离变量法，镜象法4、了解偶极矩，四偶极矩二、课程内容及考核知识点1、静电场的标势及其微分方程1.1 静电场的标势1.2 静电势的微分方程和边值关系1.3 静电场能量2、唯一性定律2.1 静电问题的唯一性定理2.2 有导体存在时的唯一性定理3、拉普拉斯方程分离变数法4、镜象法5、格林函数5.1 点电荷密度的δ函数5.2 格标函数6、电多极矩6.1 电势的多极展开6.2 电多极矩6.3 电荷体系在外电场中的能量三、考核要求1、静电场的标势及其微分方程识记：静电场标势的定义，静电势的微分方程公式，边值关系公式，静电场能量密度和能量公式领会：静电场的势和静电场的场强关系综合应用：用势微分方程和边值关系求简单问题的电势，场强已知电势求空间的电场分布，电荷分布2、唯一性定理领会：唯一性定理物理意义，有导体存在时的唯一性定理简单应用：用唯一定理判断解的正确性3、拉普拉斯方程分离变数法识记：拉普拉斯方程和分离变量的条件领会：拉普拉斯方程分离变量物理思想简单应用：在直角坐标系、球坐标系中分离变量4、镜象法领会：镜象法与唯一性定理关系物理思想综合应用：用镜象法和静电势与场强关系求解简单电荷在特定边界条件下的问题5、格林函数识记：δ函数定义，点电荷密度的δ函数领会：格林函数物理思想6、电多极矩了解：电势的多极展开，偶极子，四偶极子第三章静磁场一、学习目标与要求1、理解恒定电流磁场基本方程特点磁场矢势定义2、理解并掌握磁场矢势的微分方程及其边值关系3、理解库仑规范，洛仑兹规范4、了解磁标势引入的条件，势的微分方程及其边值关系5、了解磁多极矩思想6、掌握磁场能量二、课程内容及考核知识点1、矢势及其微分方程1.1 矢势1.2 矢势的微分方程1.3 矢势边值关系1.4 静磁场的能量2、磁标势3磁多极矩6.1 矢势的多极展开6.2 磁偶极矩的场和磁标势6.3小区域内电流分布在外磁场中的能量三、考核要求1、矢势及其微分方程领会：恒定电流磁场基本方程特点，矢势的概念，矢势的微分方程，矢势边值关系简单应用：恒定电流磁场基本方程，矢势的微分方程，矢势边值关系简单应用：静磁场的能量2、磁标势识记：磁标势概念简单应用：磁偶极子磁标势3磁多极矩了解：矢势的多极展开第四章电磁波的传播一、学习目标与要求1、理解并掌握谐振平面电磁波的基本特点，波动方程2、掌握并理解电磁波的能量和能流3、掌握电磁波在介质界面上的反射和折射的边界条件4、理解有电磁波传播到理想导体表面边界条件5、掌握和理解谐振腔中电磁波的特点6、掌握并理解波导管的特点二、课程内容及考核的知识点1、平面电磁波1.1 电磁场波动方程1.2 时谐电磁波1.3 平面电磁波1.4 电磁波的能量和能流2、电磁波在介质界面上的反射和折射2.1 反射和折射定律2.2 振幅关系菲涅耳公式2.3 全反射3、有导体存在时电磁波的传播3.1 导体内的自由电荷分布3.2 导体内的电磁波3.3 趋扶效应和穿透深度3.4 导体表面上的反射4、谐振腔4.1 有界空间中的电磁波4.2 理想导体边界条件4.3 谐振腔5、波导5.1 高频电磁能量的传播5.2 矩形波导中的电磁波5.3 截止频率5.4 TE波的电磁场和管壁电流三、考核要求1、平面电磁波领会：电磁场波动方程、时谐平面电磁波简单应用：求解时谐平面电磁波的相关物理量、电磁波的能量和能流时谐平面电磁波电场与磁场互求2、电磁波在介质界面上的反射和折射了解：电磁波在介质界面上反射和折射的边界条件，振幅关系菲涅耳公式3、有导体存在时电磁波的传播领会：导体内的电磁波的特点、基本方程，趋扶效应和穿透深度，导体表面上的反射简单应用：有导体存在时电磁波的基本方程求解导体附近和导体内部电磁波的基本特性4、谐振腔领会：有界空间中的电磁波的特点、基本方程，理想导体边界条件，谐振腔电磁波的方程解的特点简单应用：用谐振腔电磁波的方程的解求谐振腔电磁波5、波导领会：高频电磁能量的传播，矩形波导中的电磁波，截止频率，TE波的电磁场和管壁电流简单应用：求解波导截止频率，TE波的电磁场和管壁电流第五章电磁波的辐射一、学习目标与要求1、理解并掌握电磁场的矢势和标势的概念，规范变换和规范不变性，达朗贝尔方程，推迟势2、理解电偶极辐射，短波天的辐射辐射电阻，辐射能流角分布3，了解电磁场的动量密度和动量流密度，辐射压力二、课程内容及考核的知识点1、电磁场的矢势和标势1.1 用势描述电磁场1.2 规范变换和规范不变性1.3 达朗贝尔方程2、推迟势3、电偶极辐射3.1 计算辐射场的一极公式3.2 矢势的展开式3.3 偶极辐射3.4 辐射能流角分布辐射功率3.5 短波天的辐射辐射电阻4、电磁场的动量4.1 电磁场的动量密度和动量流密度4.2 辐射压力三、考核要求1、电磁场的矢势和标势领会：用势描述电磁场，规范变换和规范不变性，达朗贝尔方程简单应用：会推导达朗贝尔方程2、推迟势领会：推迟势物理思想3、电偶极辐射领会：计算辐射场的一般公式，矢势的展开式，偶极辐射，辐射能流角分布辐射功率，简单应用：短波天的辐射电阻4、电磁场的动量领会：电磁场的动量密度和动量流密度，辐射压力第六章狭义相对论一、学习目标与要求1、理解相对论的基本原理2、掌握洛仑兹变换，相对论时空结构，同时相对性，运动时钟的延缓，运动尺度的缩短，因果律，速度变换公式3、了解三维空间的正交变换，物理量按空间变换性质的分，洛仑兹变换的四维形式，四维协变量，四维协变量4、了解电动力学的相对论不变性：四维电流密度矢量，四维势矢量，电磁场张量二、课程内容及考核的知识点1、相对论的实验基础1.1 相对论产生的历定背景1.2 相对论的实验基础2、相对论的基本原理洛仑兹变换2.1 相对论的基本原理2.2 间隔不变性2.3 洛仑兹变换3、相对论的时空理论3.1 相对论时空结构3.2 因果律和相互作用的最大传播速度3.3 同时相对性3.4 运动时钟的延缓3.5 运动尺度的缩短3.6 速度变换公式4、相对论理论的四维形式4.1 三维空间的正交变换4.2 物理量按空间变换性质的分类4.3 洛仑兹变换的四维形式4.4 四维协变量4.5 物理规律的协变性三、考核要求1、相对论的实验基础领会：相对论产生的历定背景，相对论的实验基础2、相对论的基本原理洛仑兹变换识记：相对论的基本原理简单应用：洛仑兹变换计算时空变换3、相对论的时空理论领会：相对论时空结构，因果律和相互作用的最大传播速度，同时相对性简单应用：同时相对性，运动时钟的延缓，运动尺度的缩短，速度变换公式解题4、相对论理论的四维形式识记：三维空间的正交变换，物理量按空间变换性质的分类，物理规律的协变性领会：洛仑兹变换的四维形式，四维协变量解题5、电动力学的相对论不变性识记：四维电流密度矢量，四维势矢量，电磁场张量，电磁场的不变量领会：电磁场张量解题第七章带电粒子和电磁场的相互作用一、学习目标与要求了解任意运动带电粒子的势，偶极辐射二、课程内容及考核的知识点1、运动带电粒子的势和辐射电磁场1.1 任意运动带电粒子的势1.2 偶极辐射三、考核要求领会：任意运动带电粒子的势，偶极辐射第三部分有关说明与实施要求一、考核能力层次表述本大纲在考核目标中，按照"识记"、"理解"、"应用"三个能力层次规定其应达到的能力层次要求，各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：识记：能知道有关名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表达，是低层次的要求理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题，是最高层次的要求二、教材1、指定教材郭硕鸿《电动力学》（第三版）高等教育出版社2、参考教材谢处方《电磁场与电磁波》（第三版）高等教育出版社三、自学方法指导1、在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢2、阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握3、在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认识、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力4、完成书后作业和适当的辅导练习是了理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注重理论联系实际和具体问题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题围绕相关知识点进行层次（步骤）分明的论述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系四、对社会助学的要求1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点2、应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解各知识点的考核目标3、辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增删内容，以免与大纲脱节4、辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡"认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通"的方法5、辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导6、注意对应考者能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导学生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，做出判断，解决问题7、要使考生了解试题的难易与能力层次的高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中会存在着不同难度的试题8、助学学时本课程共4学分，建议总课时72学时章次内容学时一电磁现象的普遍规律 14 二静电场 14 三静磁场 8 四电磁波的传播 12 五电磁波的辐射 10 六狭义相对论 10 七带电粒子和电磁场的相互作用 4 合计 72 五、命题考试要求1、本大纲各章节所提到的内容和考核目标都是考试内容试题覆盖到章，适当突出重点2、试卷中对不同能力层次的试题比例大致是："识记"为15%、"理解"为30%、"应用"为55%3、试题难易程度合理：易、较易、较难、难比例为 2︰3︰3︰24、每份试卷中，各类考核点所占比例约为：重点占65％，次重点占25％，一般占10％5、试题类型一般分为：单项选择题、多项选择题、填空题、简答题、简单计算题、计算题6、考试采用笔试，考试时间150分钟，采用百分制评分，60分合格六、题型示例（样题）（一）、单项选择题1. 关于安培定律下列叙述正确的是：A、适用于电荷间相互作用，B、适用两个元电流的相互作用，C、适用于真空中两点电荷相互作用，D、适用真空两个元电流的相互作用（二）、多项选择1、磁场的散度为零说明：A、磁场是无散场B、磁场力线是闭合曲线C、磁场是保守场D、E、磁场的源是旋度源（三）、填空题：电荷守恒定理数学表达式（四）、简单计算题已知磁矢为求磁感应强度（五）、计算题：接地的空心导体球的内外半径为和，在球内离球心为处置一点电荷Q. 用镜像法求电势导体球上的感应电荷为多少？分布在内表面还是外表面？（六）、简答题简述静电场的边界条件。
电动力学的基础理论介绍
电动力学的基础理论介绍电动力学是物理学中研究电荷和电磁场相互作用规律的学科。
它包括静电学、电流学、磁学和电磁感应学等内容。
本文将简要介绍电动力学的基础理论，包括库仑定律、电场、电势和电磁感应等。
一、库仑定律库仑定律是描述电荷之间相互作用的基本规律。
根据库仑定律，两个电荷之间的相互作用力与它们的电荷量大小成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
这个力的大小由下式给出：F = k * (Q1 * Q2) / r^2其中F是电荷之间的相互作用力，Q1和Q2分别是电荷的大小，r是它们之间的距离，k是一个常数，被称为库仑常数。
库仑常数的数值约为9×10^9 N·m^2/C^2。
二、电场电场是电荷在空间中所产生的一种物理量，用来描述电荷之间相互作用的方式。
在电场中，一单位正电荷所受到的力被定义为电场强度。
电场强度可以根据下式计算：E =F / Q其中E是电场强度，F是电荷受到的力，Q是电荷的大小。
电场强度的方向与力的方向相同。
对于由点电荷产生的电场，其电场强度是一个向外的矢量。
三、电势电势是描述电场中某一点的能量状态的物理量。
它可以被定义为单位正电荷从无穷远处移到该点所做的功。
电势是一个标量，通常用V表示，其单位是伏特（V）。
电势是由电荷所产生的电场而引起的。
电荷与电场之间的关系可以由电势差来描述。
电势差是指两个点之间的电势之差，可以用下式计算：ΔV = V2 - V1 = - ∫E · dl其中ΔV是电势差，V1和V2分别是两个点的电势，E是电场强度，dl是沿电场强度方向的无穷小位移。
四、电磁感应电磁感应是当变化的磁场穿过导体或电流通过变化的磁场时，在导体中产生电流的现象。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与磁场变化率之积和导体的回路长度有关。
该定律可以用下式表示：ε = - dφ / dt其中ε是感应电动势，dφ/dt是磁通量的变化率。
根据楞次定律，感应电动势的方向总是使得感应电流产生的磁场的磁通量与外部的磁场变化率相抵消。
电动力学课件
04 电磁波的传播
电磁波的产生与性质
电磁波的产生
电磁波是由变化的电场和磁场交替产生并相互激发而传播的。当电荷在空间中运 动或磁场发生变化时，就会在空间中产生电磁波。
电磁波的性质
电磁波在空间中传播，具有波粒二象性。它们具有振幅、频率、相位等波动性质 ，同时也具有能量、动量等粒子性质。
电磁波的反射与折射
电磁波的反射
当电磁波遇到不同介质的分界面时，一部分能量会反射回原介质，剩余能量则继续传播。反射的程度取决于两种 介质的性质以及电磁波的入射角度。
电磁波的折射
当电磁波从一种介质进入另一种介质时，其传播方向会发生改变，这种现象称为折射。折射的程度取决于两种介 质的性质以及电磁波的入射角度。
矢量势的定义与计算
矢量势的基本定义
矢量势是用来描述磁场的一种物理量，它与磁矢势共同描述 磁场。
矢量势的计算方法
通过定义磁矢势和电荷分布，利用安培定律和麦克斯韦方程 组计算矢量势。
磁场的边界条件
边界条件的概念
磁场的边界条件是指在磁场与其它媒质（如真空、导体或介质）交界处磁场的 行为。
边界条件的分类
电场是电荷周围空间中存在的 特殊物质，由电荷产生并受到 电荷的影响。
电场具有传递性和无色性，即 电场可以传递电荷之间的相互 作用力，且电场本身不具有颜 色。
电场具有叠加性和穿透性，多 个电荷产生的电场可以叠加， 且电场可以穿透某些物质。
电势的定义与计算
电势是描述电场中某一点电荷所 具有的势能大小的物理量，通常
衍射实验结果表明，当电磁波通过一个小缝时，会在远处产生一个明亮的衍射图案，这个 图案是由不同方向的波组成的，它们相互叠加产生干涉现象，形成明暗相间的条纹。
《电动力学》第一章
第一章 电磁现象的普遍规律
电动力学 郭硕鸿 第三版
2.高斯(Gauss)定理和电场的散度
设S表示包围着电荷Q的一个闭合曲面， dS 为S上的定向面元，以外法线方向为正 E 向。通过闭合曲面S的电场 的通量定 义为面积分 E dS ，由库仑定律可以 推出关于电场强度通量的高斯定理： Q (1.6) E dS S 0 如空间中有多个电荷 Q 1 i (1.7) E dS Qi
所以：
J v
第一章 电磁现象的普遍规律
§2 电流和磁场 1． 电荷守恒定律 (1)描述电流的物理量 A.电流强度 I 通过截面S 的电荷 随时间的变化率.
电动力学 郭硕鸿 第三版
S
+ + + + + +
I
dq I dt
I envd S
单位: A
dq envddtS
第一章 电磁现象的普遍规律
由库仑定律导出了关于静电场的方程！
第一章 电磁现象的普遍规律
E dl 0
电动力学 郭硕鸿 第三版
例 Q均匀分布于半径为a的球体内，求各 点的电场强度，并由此直接计算电场 的散度。（P7） 解： 作半径为r的球（与电荷 球体同心）。由对称性， 在球面上各点的电场强度 有相同的数值E，并沿径 向。
1 er dV 2 4π 0 r
点 P处电场强度
dq dV E
V
第一章 电磁现象的普遍规律
电动力学 郭硕鸿 第三版
dq 电荷面密度 ds 1 σ er E ds 2 4π 0 r S
ds
q
《电动力学》课件
目录•课程介绍与基础知识•静电场•稳恒电流场•恒定磁场•时变电磁场•电磁辐射与散射课程介绍与基础知识0102 03电动力学的定义和研究范围电动力学是物理学的一个重要分支，主要研究电磁场的基本性质、相互作用和变化规律。
电动力学的发展历史从库仑定律、安培定律到麦克斯韦方程组的建立，电动力学经历了漫长的发展历程。
电动力学在物理学中的地位电动力学是经典物理学的基础之一，对于理解物质的微观结构和相互作用具有重要意义。
电动力学概述03电磁场与物质的相互作用洛伦兹力、电磁辐射等。
01静电场和静磁场的基本性质电荷守恒定律、库仑定律、高斯定理等。
02电磁感应和电磁波的基本性质法拉第电磁感应定律、麦克斯韦方程组等。
电磁现象与基本规律数学物理方法简介向量分析和场论基础向量运算、微分和积分运算、场论的基本概念等。
微分方程和偏微分方程基础常微分方程、偏微分方程、分离变量法等。
复变函数和积分变换基础复数运算、复变函数、傅里叶变换和拉普拉斯变换等。
特殊函数和数学物理方程简介勒让德多项式、贝塞尔函数、超几何函数等，以及波动方程、热传导方程、泊松方程等数学物理方程的基本概念和求解方法。
静电场库仑定律与电场强度库仑定律描述两个点电荷之间的相互作用力，其大小与电荷量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
电场强度表示电场中某点的电场力作用效果的物理量，其方向与正电荷在该点所受的电场力方向相同。
电场强度的计算通过库仑定律和叠加原理，可以计算多个点电荷在某点产生的电场强度。
电势与电势差电势描述电场中某点电势能的物理量，其大小等于将单位正电荷从该点移动到参考点时电场力所做的功。
电势差表示电场中两点间电势的差值，等于将单位正电荷从一点移动到另一点时电场力所做的功。
电势的计算通过电势的定义和叠加原理，可以计算多个点电荷在某点产生的电势。
1 2 3在静电场中，导体内部电场强度为零，电荷分布在导体的外表面。
导体的这种性质使得它可以用来屏蔽电场。
2024版《电动力学》ppt课件
电势分布及等势面描绘方法
电势定义
单位正电荷在电场中某点所具有的电势能。
电势差与电势分布
描述电场中两点间电势的差值，电势分布可通过求解泊松方程或 拉普拉斯方程得到。
等势面描绘
电势相等的点构成的曲面，其描绘方法包括解析法、图解法等。
2024/1/24
10
导体在静电场中特性研究
导体静电平衡条件
导体内部电场强度为零，电荷只分布在导体表面。
物理意义
揭示了电磁现象的基本规律，是电磁学的基础理 论。
方程组包括
高斯定律、高斯磁定律、麦克斯韦-安培定律和法 拉第感应定律。
2024/1/24
5
电磁波传播特性及波动方程
2024/1/24
电磁波
01
电场和磁场相互激发并在空间中传播形成的波动现象。
传播特性
02
电磁波在真空中以光速传播，具有能量和动量。
铁磁材料在恒定磁场中表现出非线性、磁饱和、磁滞等特性。
2024/1/24
03
应用举例
利用铁磁材料的特性制作电感器、变压器、电机等电气设备，以及用于
磁记录、磁放大等领域。
16
恒定磁场能量储存与转换
2024/1/24
恒定磁场能量密度 恒定磁场中储存的能量与磁场强度的平方成正比，能量密 度w=(1/2)BH。
26
无线通信系统基本原理简介
无线通信系统组成
包括发射机、信道、接收机等部分，实现信息 的传输和接收。
2024/1/24
无线通信基本原理
利用电磁波作为信息载体，通过调制将信息加载到载 波上，经过信道传输后，在接收端进行解调还原出原 始信息。
无线通信关键技术
包括调制与解调、信道编码与解码、多址接入、 抗干扰等技术，保证通信系统的可靠性和有效 性。
电动力学
? ??
？？ ？
什么是电 动力学? 动力学?
绪论
学什么? 学什么?
获得学习“电动力学” 获得学习“电动力学” 的自觉意识和较高的 起点。 起点。
怎样学? 怎样学?
电动力学是理论物理学的一部分， 电动力学是理论物理学的一部分，属于经典 是理论物理学的一部分 物理的范畴。它是高等师范院校物理学专业一门 物理的范畴。它是高等师范院校物理学专业一门 十分重要的理论课。 十分重要的理论课。 电动力学是在电磁学的基础上 电动力学是在电磁学的基础上系统阐述电磁 在电磁学的基础上系统阐述电磁 场的基本理论. 场的基本理论.它的主要任务是研究宏观电磁场 的基本属性、 的基本属性、运动变化的规律以及电磁场和物质 的相互作用。 的相互作用。
对于电磁波的研究主要有两个分支: 对于电磁波的研究主要有两个分支:
一个分支是：研究电磁波离开激发源，在激发区外 一个分支是：研究电磁波离开激发源， 的自身运动规律， 电磁波的传播; 的自身运动规律，即电磁波的传播; 另一个分支是：研究电磁波对它的激发源的依赖关系, 另一个分支是：研究电磁波对它的激发源的依赖关系, 即电磁波的辐射
研究的思路: 研究的思路:
r r ∂B ∇× E = − ∂t r 静 ∇⋅D = ρ r 电 r r ∂D 场 ∇× H = J + ∂t r ∇⋅B = 0
r ∇× E = 0
r E = −∇ϕ
ρ ∇ ϕ=− ε
2
v ∇⋅D = ρ
v E = −∇ ϕ
ϕ
第三章 静磁场
讨论Maxwell方程组应用到另一最简单情况:静磁场，即 与时变无关和电流恒定条件下的方程。通过引入矢势求解 静磁场 ,因为导出 的方程和边值关系，解方程较为复杂, 解 法不重点介绍，重点掌握矢势概念。另外对于静磁场而言， 在某些满足一定条件特殊区域可象静电场引入标势（磁标 势），从而利用（磁标势）， 求解静磁场 。所以磁标势是 一个十分重要的概念, 如何利用磁标势求解静磁 磁标势求解静磁场是本章应 掌握的内容。
最新电动力学郭硕鸿版课件(2024)
磁介质中磁场分布
1 2
磁介质的分类
根据磁化率的大小和符号，可将磁介质分为抗磁 性物质、顺磁性物质和铁磁性物质。
磁化强度
描述磁介质磁化程度的物理量，其大小与磁介质 的性质、外磁场强度及温度等因素有关。
磁场强度
3
描述磁场和磁介质相互作用的物理量，其大小等 于磁感应强度B与磁化强度M之差与真空磁导率 μ0的比值。
16
04 电磁波传播与辐 射
2024/1/26
17
麦克斯韦方程组及物理意义
麦克斯韦方程组的构成
麦克斯韦方程组由四个偏微分方程组成，分别描述了电场和磁场的产生、变化 和传播。
物理意义
麦克斯韦方程组揭示了电磁场的基本规律，阐明了电场和磁场之间的内在联系 和相互作用，是电磁学的基础理论。
2024/1/26
30
其他领域（如生物医学）中电动力学应用
生物医学成像技术
介绍电动力学在生物医学成像技术中的应用，如核磁共振成像（ MRI）、电子显微镜等。
生物电磁学
探讨生物体内的电磁现象以及与生物组织的相互作用，如生物组织 的电磁特性、电磁波在生物组织中的传播等。
生物医学治疗技术
研究电动力学在生物医学治疗技术中的应用，如高强度聚焦超声（ HIFU）、经颅磁刺激（TMS）等。
2024/1/26
15
电磁感应与暂态过程
2024/1/26
法拉第电磁感应定律
当穿过回路的磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电动势， 其大小等于磁通量对时间的导数的负值。
楞次定律
感应电流的方向总是要使它所激发的磁场来阻止引起感应电流的 磁通量的变化。
自感与互感
自感是指导体回路自身电流发生变化时所引起的电磁感应现象； 互感是两个相邻线圈之间的电磁感应现象。
2024版电动力学高教第三版3
RC电路暂态过程
在RC电路中，当电源接通或断开时，电容器上的 电压和电流不能突变，需要经过一段时间才能达 到新的稳定状态。
三要素法
通过分析初始值、稳态值和时间常数三个要素来 求解一阶线性电路的暂态过程。
06
麦克斯韦电磁场理论
麦克斯韦方程组及其物理意义
麦克斯韦方程组
麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本方程， 包括高斯定律、高斯磁定律、法拉第电磁 感应定律和安培环路定律。
电动力学高教第三版3
目
CONTENCT
录
• 绪论 • 静电场 • 稳恒电流场 • 稳恒磁场 • 电磁感应与暂态过程 • 麦克斯韦电磁场理论
01
绪论
电动力学的历史与发展
静电学和静磁学的研究
从古希腊时期开始，人们就开始研究静电和静磁现象， 如摩擦起电、磁石的吸铁性等。
电流和电磁感应的发现
19世纪初，奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现 了电磁感应现象，揭示了电与磁之间的密切联系。
静电场中的导体和电介质
导体的静电平衡
导体内部没有电荷定向移动的状态。在此状态下，导体内部场强为零，电荷只分布在导 体表面。
电介质的极化
在外电场作用下，电介质内部产生感应电荷的现象。极化程度用电介质的相对介电常数 表示。
有电介质存在时的静电场
电介质的存在会改变空间的电场分布。根据电介质的性质（线性或非线性）和分布情况 （均匀或不均匀），可采用不同的方法求解空间的电场分布。
电场线
形象地描述电场分布的一系列 曲线，其疏密程度反映电场的 强弱，切线方向表示该点的场 强方向。
电势与电势差
01
电势
描述电场中某点电势能的性质， 是标量，具有相对性。通常选无 限远处或大地为零电势点。
电动力学-资料
4、静磁场的基本方程
微分形式： 积分形式：
B0J
Bdl L
0I
B0
SBdS0
反映静磁场为无源有旋场，磁力线总闭合。它的激发 源仍然是运动的电荷。
注意：静电场可单独存在，稳恒电流磁场不能单独存 在（永磁体磁场可以单独存在，且没有宏观静电场）。
？
二、麦克斯韦方程组
1、电磁感应定律——法拉第定律
2、介质的磁化
磁化强度
r M
limmri
V0 V
当介质被磁化后， 由于分子电流的
磁化电流密度（矢量）
不均匀会出现宏
r
r
JmM
介质的总诱导电流密度
观电流，称为磁 化电流。
rr JPJM
3、介质中的方程构成
介质存在 的时空间
电荷包括自由电荷和极化电荷
t P P
式中的 E 和 B是 所 在处的
总的电磁场
F rqE rqv rB r
洛伦兹假设变化电磁场上述公式仍然成 立，近代物理实验证实了该式的正确。
三、介质的电磁性质
1、关于介质的概念
介质由分子组成，分子内部有带正电的原子核及核外 电子。无论什么介质都是带电粒子的集合，内部存在不 规则而迅变的微观电磁场。
电动力学的基本框架
1、电磁现象的普遍规律（麦克斯韦方程、边值关系、洛仑 兹力公式）
2、四大专题：静电场、静磁场、电磁波传播、电磁波辐射
3、掌握相对论的基本思想
4、带电粒子和电磁场的相互作用
本章重点：从特殊到一般，由一些重要的实验定律及 一些假设总结出麦克斯韦方程。
本章难点：电磁场的边值关系
主要内容： 1、讨论几个定律，总结出静电场、静磁场方程； 2、找出问题，提出假设，总结真空中麦氏方程； 3、讨论介质电磁性质，得出介质中麦氏方程； 4、给出求解麦氏方程的边值关系
电动力学的基础理论
电动力学的基础理论电动力学是物理学的一个分支，研究电荷、电场、电流及其相互作用的规律。
它是当代科学技术中最基础、最重要的学科之一。
电动力学的基础理论主要包括电场、电势、电流、电磁感应等方面的内容。
电场电场是电荷之间相互作用的一种表现形式。
如果在空间中放置一个电荷，它会在周围产生一个电场，电场的大小和其它电荷之间的距离、大小及方向有关。
对于任意电场，可以定义它在某一点上的电场强度，即单位电荷所受的力。
电场可以用电场线来描述，电场线是一个代表电场方向大小的曲线，通常从正电荷出发，以箭头的形式表示电场方向。
电场线密集表示电场强度高，电场线疏松表示电场强度低。
电势电势是一个标量，它描述了一个电荷在空间中所受到的电场力的大小。
简单来说，电荷在电场中所受的力等于电荷的电势差与电荷所受的电荷量之积。
因此，电势差和电场强度是密切相关的。
电势差也可以理解为电势能的变化，即从一个点到另一个点所需的能量差。
电流电流是指电荷在导体中的运动，也就是电荷流动的速率。
电流常用单位是安培，它等于每秒钟通过导体横截面的电荷量。
导体中的电流流动是由于电荷在导体中受到的电场力的影响。
在导体中，通常有自由电子在运动，它们的运动方向以及速率有关系，所以导体内的电流方向也是随机的。
电流的方向通常是由正电荷的运动方向决定的，即从正极流向负极。
电磁感应电磁感应是由一种导体在磁场中运动时，导体中的电荷会发生运动产生电势差。
这个现象被称为电磁感应现象。
电磁感应现象不仅仅是理论上的问题，在实际应用中也有很多具有现实意义的应用。
比如说发电机、电磁阀和磁悬浮列车等。
总之，电动力学的基础理论涉及到很多方面的内容，它的应用也非常广泛。
在日常生活中，我们随处可见电动力学的应用，比如说灯泡、电风扇、手机充电器等等。
因此，核心的电动力学理论不仅是学术问题，也是实践问题，它直接影响着我们生活的方方面面。
电动力学
内容
电磁试验麦克斯韦方程组是在库仑定律(适用于静电)、毕奥-萨伐尔定律和法拉第电磁感应定律等实验定律 的基础上建立起来的。通过提取上述实验定律中带普遍性的因素，并根据电荷守恒定律引入位移电流，就可以导 出麦克斯韦方程组。在物理上，麦克斯韦方程组其实就是电磁场的运动方程，它在电动力学中占有重要的地位。 另一个基本的规律就是电荷守恒定律，它的内容是：一个封闭系统的总电荷不随时间改变。近代的实验表明，不 仅在一般的物理过程、化学反应过程和原子核反应过程中电荷是守恒的，就是在基本粒子转化的过程中，电荷也 是守恒的。
磁学、电学、物理学、力学、热学、光学、声学、电磁学、核物理学、固体物理学。
谢谢观看
电动力学是研究电磁现象的经典的动力学理论，它主要研究电磁场的基本属性、运动规律以及电磁场和带电 物质的相互作用。同所有的认识过程一样，人类对电磁运动形态的认识，也是由特殊到一般、由现象到本质逐步 深入的。人们对电磁现象的认识范围，是从静电、静磁和似稳电流等特殊方面逐步扩大，直到一般的运动变化的 过程。
电动力学
电磁学释义
01
03 内容 05 相关学科
目录
02 发展 04 电磁关系
电动力学（electrodynamics）电磁现象的经典的动力学理论。通常也称为经典电动力学，电动力学是它的 简称。它研究电磁场的基本属性、运动规律以及电磁场和带电物质的相互作用。迄今人类对自然界认识பைடு நூலகம்最完备、 最深入且应用也最为广泛的是电磁相互作用，因而研究电磁相互作用的基本理论-电动力学有其特殊的重要性，它 渗透到物理学的各个分支。它比电磁学研讨的问题立足点更高，应用到的数学基础更艰深，理论性更强，论述也 更深入和普遍。
麦克斯韦方程组给出了电磁场运动变化的规律，包括电荷电流对电磁场的作用。对于电磁场对电荷电流的作 用，则是由洛伦兹力公式给出的。将麦克斯韦方程组、洛伦兹力公式和带电体的力学运动方程联立起来，就可以 完全确定电磁场和带电体的运动变化。因此，麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式构成了描述电磁场运动和电磁作用 普遍规律的完整体系。
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电动力学自学考第一部分 课程性质与目标
一、电动力学是研究电磁场的基本属性，运动规律以及它和带电物质之间的相互作用
一、学习目标与要求
了解任意运动带电粒子的势，偶极辐射
二、课程内容及考核的知识点
1、运动带电粒子的势和辐射电磁场
1.1 任意运动带电粒子的势
1.2 偶极辐射
三、考核要求
领会：任意运动带电粒子的势，偶极辐射
第三部分 有关说明与实施要求
一、考核能力层次表述
本大纲在考核目标中，按照"识记"、"理解"、"应用"三个能力层次规定其应达到的能力层次要求，各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：
3、掌握电磁波在介质界面上的反射和折射的边界条件
4、理解有电磁波传播到理想导体表面边界条件
5、掌握和理解谐振腔中电磁波的特点
6、掌握并理解波导管的特点
二、课程内容及考核的知识点
1、平面电磁波
1.1 电磁场波动方程
1.2 时谐电磁波
1.3 平面电磁波
1.4 电磁波的能量和能流
简单应用：在直角坐标系、球坐标系中分离变量
4、镜象法
领会：镜象法与唯一性定理关系物理思想
综合应用：用镜象法和静电势与场强关系求解简单电荷在特定边界条件下的问题
5、格林函数
识记：δ函数定义，点电荷密度的δ函数
领会：格林函数物理思想
6、电多极矩
了解： 电势的多极展开，偶极子，四偶极子
4、谐振腔
领会：有界空间中的电磁波的特点、基本方程， 理想导体边界条件，谐振腔电磁波的方程解的特点
简单应用：用谐振腔电磁波的方程的解求谐振腔电磁波
5、波导
领会：高频电磁能量的传播，矩形波导中的电磁波，截止频率，TE波的电磁场和管壁电流
简单应用：求解波导截止频率，TE波的电磁场和管壁电流
1、电磁场的矢势和标势
领会： 用势描述电磁场，规范变换和规范不变性，达朗贝尔方程
简单应用：会推导达朗贝尔方程
2、推迟势
领会：推迟势物理思想
3、电偶极辐射
领会： 计算辐射场的一般公式，矢势的展开式，偶极辐射，辐射能流角分布 辐射功率，
简单应用：短波天的辐射电阻
4、电磁场的动量
领会：电磁场的动量密度和动量流密度，辐射压力
第三章 静磁场
一、学习目标与要求
1、理解恒定电流磁场基本方程特点
磁场矢势定义
2、理解并掌握磁场矢势的微分方程及其边值关系
3、理解库仑规范，洛仑兹规范
4、 了解磁标势引入的条件，势的微分方程及其边值关系
5、 了解磁多极矩思想
6、 掌握磁场能量
二、课程内容及考核知识点
1.2 规范变换和规范不变性
1.3 达朗贝尔方程
2、推迟势
3、电偶极辐射
3.1 计算辐射场的一极公式
3.2 矢势的展开式
3.3 偶极辐射
3.4 辐射能流角分布 辐射功率
3.5 短波天的辐射 辐射电阻
4、电磁场的动量
4.1 电磁场的动量密度和动量流密度
4.2 辐射压力
三、考核要求
3、麦克斯韦方程组
领会: 电磁感应定律，位移电流，麦克斯韦方组
简单应用: 电磁感应定律，位移电流
4、介质的电磁性质
领会: 介质的概念，介质中的麦克斯韦方程组
5、电磁场边值关系
领会: 电磁场边值法向分量的跃变，切向分量的跃变
简单应用:: 电磁场边值关系求解电磁场问题
6、电磁场的能量和能流
时谐平面电磁波电场与磁场互求
2、电磁波在介质界面上的反射和折射
了解：电磁波在介质界面上反射和折射的边界条件，振幅关系 菲涅耳公式
3、有导体存在时电磁波的传播
领会：导体内的电磁波的特点、基本方程，趋扶效应和穿透深度，导体表面上的反射
简单应用： 有导体存在时电磁波的基本方程求解导体附近和导体内部电磁波的基本特性
3.3 同时相对性
3.4 运动时钟的延缓
3.5 运动尺度的缩短
3.6 速度变换公式
4、相对论理论的四维形式
4.1 三维空间的正交变换
4.2 物理量按空间变换性质的分类
4.3 洛仑兹变换的四维形式
4.4 四维协变量
4.5 物理规律的协变性
三、考核要求
1、相对论的实验基础
1.1 库仑定律
1.2 高斯定理和电场的散度
1.3 静电场的旋度
2、电流和磁场
2.1 电荷守恒定律
2.2 毕奥-萨伐尔定律
2.3 磁场的环量和旋度
2.4 磁场的散度
3、麦克斯韦方程组
3.1 电磁感应定律
3.2 位移电流
3.3 麦克斯韦方组
3.4 洛仑兹力公式
4、介质的电磁性质
2、电磁波在介质界面上的反射和折射
2.1 反射和折射定律
2.2 振幅关系 菲涅耳公式
2.3 全反射
3、有导体存在时电磁波的传播
3.1 导体内的自由电荷分布
3.2 导体内的电磁波
3.3 趋扶效应和穿透深度
3.4 导体表面上的反射
4、谐振腔
4.1 有界空间中的电磁波
领会: 场和电荷系统的能量守恒定律的一般形式
识记::电场能量密度、电磁场能量密度和坡印亭向量
第二章 静电场
一、 学习目标与要求
1、 理解静电场麦克斯韦方程组基本特点
静电场的标势定义
2、 理解并掌握静电场的标势的微分方程及其边值关系
3、 掌握静电场的标势唯一性定理和求解方法：分离变量法，镜象法
第五章 电磁波的辐射
一、学习目标与要求
1、理解并掌握电磁场的矢势和标势的概念，规范变换和规范不变性，达朗贝尔方程，推迟势
2、理解电偶极辐射，短波天的辐射 辐射电阻，辐射能流角分布
3，了解电磁场的动量密度和动量流密度，辐射压力
二、课程内容及考核的知识点
1、电磁场的矢势和标势
1.1 用势描述电磁场
综合应用：用势微分方程和边值关系求简单问题的电势，场强
已知电势求空间的电场分布，电荷分布
2、唯一性定理
领会：唯一性定理物理意义，有导体存在时的唯一性定理
简单应用：用唯一定理判断解的正确性
3、 拉普拉斯方程分离变数法
识记：拉普拉斯方程和分离变量的条件
领会：拉普拉斯方程分离变量物理思想
4、相对论理论的四维形式
识记： 三维空间的正交变换，物理量按空间变换性质的分类，物理规律的协变性
领会： 洛仑兹变换的四维形式，四维协变量解题
5、电动力学的相对论不变性
识记： 四维电流密度矢量，四维势矢量，电磁场张量，电磁场的不变量
领会：电磁场张量解题
第七章 带电粒子和电磁场的相互作用
正确运用电场高斯定理，毕奥-萨伐尔定律，磁场的环量定律，叠加原理，电磁场的边值关系分析和解决静电场，静磁场问题
正确运用电磁感应定律分析和解决位移电流问题
正确运用韦方定程的微分形式解决电磁感应问题
本章重点：麦克斯韦方程积分形式和微分形式，电磁场的边值关系
二、课程内容及考核知识点
1、电荷和电场
第二部分 本课程的基本内容与考核目标
第一章 电磁现象的普遍规律
一、学习目标与要求
理解电荷密度，电流密度向量，位移电流，极化强度，磁化强度，电荷受力，场的能量密度，能流密度等基本概念
掌握电荷守恒定律
高斯定理
电场的散度
电场的旋度
毕奥-萨伐尔定律，电磁感应定律
对麦克斯韦方定程的积分形式，微分形式要有正确的认识和较为深入的理解
第六章 狭义相对论
一、学习目标与要求
1、理解相对论的基本原理
2、掌握洛仑兹变换，相对论时空结构，同时相对性，运动时钟的延缓，运动尺度的缩短，因果律，速度变换公式
3、了解三维空间的正交变换，物理量按空间变换性质的分，洛仑兹变换的四维形式，四维协变量，四维协变量
4、了解电动力学的相对论不变性：四维电流密度矢量，四维势矢量，电磁场张量
领会：相对论产生的历定背景，相对论的实验基础
2、相对论的基本原理 洛仑兹变换
识记：相对论的基本原理
简单应用： 洛仑兹变换计算时空变换
3、相对论的时空理论
领会：相对论时空结构，因果律和相互作用的最大传播速度，同时相对性
简单应用：同时相对性，运动时钟的延缓，运动尺度的缩短，速度变换公式解题
1、电荷和电场
理解和熟记: 高斯定理和电场的散度，静电场的旋度
简单应用: 高斯定理求解电场的的场强和电场的散度
电场的叠加原理
2、电流和磁场
领会: 电荷守恒定律， 毕奥-萨伐尔定律， 磁场的环量和旋度，磁场的散度
简单应用: 磁场的旋度
综合应用: 毕奥-萨伐尔定律， 磁场的环量和旋度 迭加原理求解电场产生的磁场
1、矢势及其微分方程
1.1 矢势
1.2 矢势的微分方程
1.3 矢势边值关系
1.4 静磁场的能量
2、磁标势
3磁多极矩
6.1 矢势的多极展开
6.2 磁偶极矩的场和磁标势
6.3小区域内电流分布在外磁场中的能量
三、考核要求
1、矢势及其微分方程
领会：恒定电流磁场基本方程特点， 矢势的概念，矢势的微分方程，矢势边值关系