电动力学.
电动力学的第一章总结
第一章 电磁现象的普遍规律本章重点：从特殊到一般，由实验定律加假设总结出麦克斯韦方程。
主要内容：讨论几个定律，总结出静电场、静磁场方程；找出问题，提出假设，总结真空中麦氏方程； 讨论介质电磁性质，得出介质中麦氏方程； 给出求解麦氏方程的边值关系；引入电磁场能量，能流并讨论电磁能量的传输。
§1. 电荷和静电场一、 库仑定律和电场强度1. 库仑定律一个静止点电荷Q 对另一静止点电荷Q '的作用力为:34rrQ Q F o πε'=⑴ 静电学的基本实验定律 （2）两种物理解释超距作用： 一个点电荷不需中间媒介直接施力与另一点电荷。
场传递： 相互作用通过场来传递。
对静电情况两者等价。
2. 点电荷电场强度每一电荷周围空间存在电场：即任何电荷都在自己周围空间激发电场。
它的基本性质是：电荷对处在其中的其它电荷具有作用力。
对库仑定律重新解释:描述一个静止点电荷激发的电场对其他任何电荷的电场力。
描述电场的函数——电场强度定义：试探点电荷F ，则30()4F Q rE x Q rπε==' 它与试探点电荷无关，给定Q ，它仅是空间点函数，因而是一个矢量场——静电场。
3．场的叠加原理（实验定律）n 个点电荷在空间某点的场强等于各点电荷单独存在时在该点场强的矢量和，即：3110()4nni ii i i i Q r E x E r πε====∑∑。
4．电荷密度分布体密度： ()0limV Q dQx V dVρ∆→∆'==''∆ 面密度： ()0lim S Q dQx S dS σ∆→∆'==''∆ 线密度 ： ()0lim l Q dQx l dl λ∆→∆'==''∆ ()dQ x dV ρ''=()()(),,VSLQ x dV Q x dS Q x dl ρσλ''''''===⎰⎰⎰5．连续分布电荷激发的电场强度()30()4Vx r E x dV r ρπε''=⎰或()30()4S x r E x dS rσπε''=⎰ 或 ()30()4L x rE x dl r λπε''=⎰ 对于场中的一个点电荷，受力F Q E '=仍然成立。
电动力学
英国物理学家和化学家。
最主要贡献：1831年发现了电磁感应现象。 1834年他研究电流通过溶液时产生的化 学变化，提出了法拉第电解定律。这一定 律为发展电结构理论开辟了道路。 1845年9月13日法拉第发现，一束平面偏 振光通过磁场时发生旋转，这种现象被称 为“法拉第效应”。法拉第认为光具有电 磁性质，是光的电磁波理论的先驱 1852年他引进磁力线概念。 他的很多成就不仅非常重要、且是带根 本性的理论。
单位张量与矢量、 张量的点乘
I C C I C I AB AB I AB
I : AB A B
2 B A 1.计算 A B A B 2.证明 M b a c a b c 与矢量 c 垂直,即 M c 0
林斯顿。遵照他的遗嘱，不举行任何丧礼，不筑坟 墓，不立纪念碑，骨灰撒在永远对人保密的地方， 为的是不使任何地方成为圣地。 爱因斯坦的后半生一直从事寻找大统一理论的工作， 不过这项工作没有获得成功，现在大统一理论是理 论物理学研究的中心问题。 爱因斯坦是耶路撒冷希伯来大学的注册商标
§2 矢量代数与张量初步
难点：公式多、数学推导较繁杂；解题难度大、
相对论概念不易理解。
二、电动力学与电磁学的联系与区别
范围
既讨论静场又讨论变化场，外加相对论。
深度
从矢量场论出发，总结电磁现象普遍规律，解题更具一般性。
方法
建立模型、求解方程、注重理论。
数学
矢量分析与场论、线性代数、数理方程、特殊函数 „
三、理论物理的特点
电动力学公式总结
电动力学公式总结电动力学是物理学中研究电荷间相互作用及其相关现象的分支学科。
电动力学公式是描述电场、电势、电流、电荷等电动力学量之间关系的数学表达式。
本文将总结常见的电动力学公式，并进行简要解释。
1. 库仑定律（Coulomb's Law）库仑定律用于描述两个电荷之间的相互作用力。
假设两个电荷分别为q1和q2，它们之间的作用力F由以下公式给出：F = k * (q1 * q2) / r^2其中，k为库仑常数，r为两个电荷间的距离。
2. 电场强度（Electric Field Strength）电场强度描述在给定点附近单位正电荷所受到的力的大小和方向。
电场强度E由以下公式给出：E =F / q其中，F为单位正电荷所受的力，q为正电荷的大小。
3. 电势差（Electric Potential Difference）电势差描述电场对电荷进行的功所引起的状态变化。
电势差V由以下公式给出：V = W / q其中，W为电场对电荷进行的功，q为电荷的大小。
4. 高斯定理（Gauss's Law）高斯定理是一个描写电场线分布和电荷分布之间关系的重要定理。
它表示电场的流出和流入电荷的总和等于电荷总量除以真空介电常数ε0。
该定理由以下公式给出：∮E · dA = (1 / ε0) * Q_enclosed其中，E为电场强度，dA为微元的面积矢量，Q_enclosed为电荷的总量。
5. 法拉第电磁感应定律（Faraday's Law of Electromagnetic Induction）法拉第电磁感应定律描述通过磁场的变化引起的电场变化。
它由以下公式给出：ε = -dΦ/dt其中，ε代表感应电动势，dΦ/dt为磁通量的变化率。
6. 奥姆定律（Ohm's Law）奥姆定律描述了电流、电压和电阻之间的关系。
根据奥姆定律，电流I等于电压V与电阻R的比值，即：I = V / R其中，I为电流，V为电压，R为电阻。
电动力学(全套课件)ppt课件
电磁波的传播遵循惠更斯原理，即波 面上的每一点都可以看作是新的波源。
电磁波在真空中的传播速度等于光速， 而在介质中的传播速度会发生变化。
电磁波的能量与动量
01
电磁波携带能量和动量，其能量密度和动量密度与 电场和磁场的振幅平方成正比。
02
电磁波的能量传播方向与波的传播方向相同，而动 量传播方向则与波的传播方向相反。
03
电磁波的能量和动量可以通过坡印廷矢量进行描述 和计算。
06
电动力学的应用与发展前 景
电动力学在物理学中的应用
描述电磁现象
电动力学是描述电荷和电流如何 产生电磁场，以及电磁场如何对 电荷和电流产生作用的理论基础。
解释光学现象
光是一种电磁波，电动力学为光 的传播、反射、折射、衍射等现 象提供了理论解释。
麦克斯韦方程组与电磁波
01
麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本方程组，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。
02
电磁波是由变化的电场和磁场相互激发而产生的，其传播速度
等于光速。
麦克斯韦方程组揭示了电磁波的存在和传播规律，为电磁学的
03
发展奠定了基础。
电磁波的性质与传播
电磁波具有横波性质，其电场和磁场 振动方向相互垂直，且都垂直于传播 方向。
电场能量
W=∫wdV，表示整个电场 中的总能量。
功率
P=UI，表示单位时间内电 场中消耗的能量或提供的 能量。
04
恒磁场
磁感应强度与磁场强度
磁感应强度的定义与物理意义 磁感应强度与磁场强度的关系
磁场强度的定义与计算 磁场的叠加原理
安培环路定理与磁通量
01
安培环路定理 的表述与证明
电动力学
4. 磁场的散度
磁场的通量
磁场的散度 S 任意
S B dS 0
S B dS V ( B)dV 0
B 0
恒定磁场的另一基本方程。
B 0J
B 0
结论： 恒定磁场 ——无源，有旋
5. 例题（p.13 例）
电流 I 均匀分布于半径为 a 的无穷长直导线内，求空
间各点磁感应强度，并由此计算磁场的旋度。
1. 介质的概念
介质
分子
原子核：正电荷 电子： 负电荷
电中性 分子电流杂乱
宏观物理量 ← 微观量的平均 （宏观无穷小 内包含 大量的微观粒子）
外场
正负电荷相对位移，极性分子取向 —— 极化
分子电流取向规则化
—— 磁化
束缚电荷（极化电荷）→ 附加电场 E’
诱导电流（磁化电流等）→ 附加磁场 B’
2. 介质的极化
r
dV
'
JdV ' JdSdl Idl
B( x)
0 4
Idl
r
r3
3. 磁场的环量和旋度
安培环路定理：
L B dl 0I 0 S J dS
磁场的旋度
L B dl S ( B) dS
S 任意
B 0J
讨论： (1) 安培环路定理的微分形式，恒定磁场的基本方程 (2) 某点磁场的旋度只与该点的电流密度有关
）
t
(1) 法拉第电磁感应定律的微分形式
(2) 感应电场是有旋场
(3) 感应电场是由变化磁场激发的
2. 位移电流
电荷守恒定律
J
0
非恒定电流
磁场旋度
t
B 0J
矛盾！？
B 0 J 0
论动体的电动力学
论动体的电动力学
1 电动力学：内在的奥秘
电动力学是一门集电动力、机械力和能源学在一起的力学学科，一般用于研究运动物体中所发挥的力和活动时所显示的能量行为。
它也是一门研究系统如何响应外力，释放动能和在运动过程中发挥力的学科，是机械、电、光、声、振动等力学系统的综合研究。
电动力学的研究通常涉及两个主要工作领域：动力学和电磁学。
从动力学的角度研究，主要包括分析力对物体的作用，物体的运动和物体在运动过程中的变形；从电磁学的角度研究，主要包括研究运动物体的电磁特性，如电流回路、电磁电容、静电源和电磁感应等。
在可应用性方面，电动力学发挥了巨大的作用，它可以解释各种物理系统如发动机、飞机涡扇发动机、磁力传动机等。
其中真空电动力学是电动力学的一个重要应用，它研究的实体介质的重要研究，是关于介质的真空电磁性能及真空电气磁学变换的研究，用于分析实体介质在真空条件下的电磁特性。
电动力学也是电工学中重要的一个分支，由电磁感应理论和电磁学变换理论组成，用于解释地球运动、地球潮汐运动等不同运动系统中发生的电磁运动。
它也为量子电动力学提供理论支持，在作用等离子体中，用电磁学变换原理，通过磁场在原子核中加速粒子，产生X 射线。
电动力学的研究和应用已逐渐发展趋向复杂，它不仅在物理和工程中具有强大的启发作用，而且在探索物质本质的深层奥秘中也发挥着重要的作用。
在未来，电动力学的研究将给人们带来更多惊喜，将为更多的实际应用服务，也将深入探索系统复杂性和非线性动力学之间的关系。
电动力学第三版pdf
电动力学第三版pdf1.引言电动力学是电磁学中最基础的分支之一，主要研究电场和磁场的产生、作用及其相互作用的规律。
电动力学在现代物理学、电子工程学以及许多其他科学领域中都有着广泛的应用。
自1820年奥斯特发现电流所产生的磁场以来，电磁理论经历了一系列重要的发展演变，最终在麦克斯韦时代得到了完美的阐述和表述。
目前，电动力学的研究已经深入到了极小的粒子水平，成为物理学、工程学以及现代信息科技的基础。
2.基本原理电动力学研究的是电荷及其运动所产生的电场、磁场和电磁力的作用规律，这里介绍一些基本原理。
2.1真空中的电场在真空中放置两个电荷，它们之间会产生电场。
电场是指电荷周围的空间中，每个位置受到的电力作用大小和方向的描述。
电场通过场强E来描述，单位是牛/库仑。
两个点电荷Q1和Q2之间电势能U可以用电势差计算:U=k*Q1*Q2/d其中k为库仑常数（8.9876×109牛·米²/库仑²），d为两个电荷之间的距离。
电荷q在电场E中所受到的电场力F可以根据库仑定律计算:F=qE2.2真空中的磁场通电导线周围的磁场也与电场一样，可以用磁场强度B表示，单位是特斯拉。
根据安培环路定理，通过一定面积的环路所包围的通电导线电流的总和等于环路上产生的磁通量，即如果有一个平面的环路，它的一周包围线导体，则磁场强度B的大小可以计算为: B=mu*I/2*pi*R其中mu为磁导率，R为环路的半径，单位均为SI单位。
根据安培定律，通过回路内的各点产生的磁场的代数和等于该回路所围面积的磁通量的变化率。
2.3电磁感应定律法拉第感应定律是关于电磁感应的基本定律之一，其主要表述是：当导线中存在变化的磁通量时，沿导线方向会产生加在其上的电动势。
即:E=-Δϕ/Δt其中E为感应电动势，ϕ为磁通量。
电磁感应定律在电动力学以及现代工程学中都有着广泛的应用，如变压器、电动机等设备均基于此原理。
3.应用电动力学是许多现代技术的基础，在电子工程、通讯、计算机、光学和生物医学等领域都有广泛应用。
电动力学
基地拓展训练子课题
分子反应动力学是在分子和原子的水平上观察和研究化学 反应的最基本过程——分子碰撞；从中揭示出化学反应的 基本规律，使人们能从微观角度直接了解并掌握化学反应 的本质。
准经典轨线法的基本思想是，将A、B、C三个原子都近似 看作是经典力学的质点，通过考察它们的坐标和动量(广义 坐标和广义动量)随时间的变化情况，就能知道原子之间是 否发生了重新组合，即是否发生了化学反应，以及碰撞前 后各原子或分子所处的能量状态。通过计算各种不同碰撞 条件下原子间的组合情况，并对所有结果作统计平均，就 可以获得能够和宏观实验数据相比较的理论动力学参数。
《电动力学》授课计划表
《电动力学》授课计划表
——2015-2016学年第1学期
本学期上课18周（包括国庆节放假1周） 实际讲课17周，共34讲
《电动力学》授课计划表
《电动力学》授课计划表
绪论
《电动力学》课程考试办法：
⑴ 闭卷笔试 ⑵ 课堂学习 ⑶ 课下作业 (4) 小论文
占 70%； 占10%； 占10%； 占 10%。
绪论
小论文要求： (1) 格式正确，具体格式要求同中文核心期刊正式论
文； (2) 内容新颖、充实，经过自己的独立思考； (3) 严禁从网络上直接下载，严禁互相抄袭； (4) 与自然科学密切相关，与物理学相关； (5) 论文书写用时应在10课时以上，字数应在5K+； (6) 若10月10日补课，安排宣讲小论文; (7) 2015年12月31日前网上提交小论文。
基地拓展训练子课题
具体训练内容和计划安排如下：
（1）阅读相关资料，理解势能面的概念；通过分析势能面的结 构形状，理解插入反应和取代反应。
电动力学应用
电动力学应用电动力学是物理学中研究电荷和电场相互作用的分支，它对于理解电磁现象以及应用于实际生活中的各种技术具有重要的意义。
本文将探讨电动力学在不同领域中的应用，包括电力输送、电子设备、磁共振成像以及电磁波传播。
1. 电力输送电动力学在电力输送领域中具有广泛的应用。
当电流通过导线时，会产生磁场，而这个磁场又会影响附近的导线。
根据法拉第电磁感应定律，当磁场发生变化时会产生感应电动势。
这个原理被应用在变压器中，通过变压器将电能从发电站输送到不同的地方，并适当提高或降低电压。
这样的电力输送系统可以高效地将电能输送到远距离，并用于我们的家庭和工业用电。
2. 电子设备电动力学在电子设备中起着重要的作用。
例如，半导体器件，如二极管和晶体管，利用电场对载流子的控制实现电信号的调节和放大。
电动力学的电磁感应原理也被运用于发电机和发电机，将机械能转化为电能供给电子设备使用。
另外，电动力学也用于计算机的运行，通过运用电场对电子的操控来实现信息的存储和处理。
3. 磁共振成像磁共振成像（MRI）是利用核磁共振现象探测人体内部结构的一种影像技术。
电动力学中的磁场和电磁感应原理是MRI实现原理的基础。
在MRI扫描中，人体被放置在一个强磁场中，通过放射射频脉冲诱导样品中的原子核进入共振状态。
利用检测原子核共振时释放出的能量以及不同组织对磁场的响应差异，可以生成高分辨率的人体影像。
MRI在医学诊断中具有广泛的应用，对于发现疾病以及进行脑部和器官的检查非常有帮助。
4. 电磁波传播电动力学中的麦克斯韦方程组描述了电场和磁场的相互关系，它们共同构成了电磁波的传播。
电磁波是一种由电场和磁场交替变化产生的波动现象，包括射频波、微波、可见光、紫外线和X射线等。
电磁波在通信和无线电技术中广泛应用，包括手机通信、卫星通信和电视广播等。
通过电动力学的研究和应用，人们可以更好地理解电磁波的特性以及如何控制和利用它们。
总结：电动力学在电力输送、电子设备、磁共振成像以及电磁波传播等领域具有广泛的应用。
物理高中物理电动力学重点解析
物理高中物理电动力学重点解析物理电动力学重点解析电动力学是物理学中的重要分支，研究的是电荷的相互作用和电场、电势、电流、电容、电感等基本概念及其相互关系。
在高中物理学习中，电动力学是一个重要的章节，掌握其中的重点内容对于理解和应用电动力学原理具有关键作用。
本文将针对高中物理电动力学的重点内容进行解析和讲解。
一、电荷和库仑定律在电动力学中，最基本的概念之一就是电荷。
电荷分为正电荷和负电荷，它们之间存在相互吸引或者排斥的力。
根据庞加莱定律，两个电荷之间的相互作用力正比于它们的电荷量的乘积，并反比于它们之间距离的平方。
这就是著名的库仑定律。
二、电场和电场力线电场是指在某一点受到电荷作用所产生的力的体现。
在电场中，电荷会受到电场力的作用，这个力大小和电荷量以及电场强度有关。
为了更直观地观察电场的分布情况，可以通过绘制电场力线来展示。
电场力线是从正电荷指向负电荷的，而且与电场力的方向相同。
三、电位和电势差电位是指单位电荷所具有的电势能，而电势差则是指两个点之间单位电荷由于电荷位置的改变而发生的电势能变化。
电位和电势差是电势的度量，可以用于描述电荷在电场中的状态。
电势差与电荷移动的路径无关，只与初末两点之间的电荷位置有关。
四、电流和欧姆定律电流是指单位时间内通过导体横截面的电荷数量，通常用字母 I 表示。
电流的大小与载流子数量和速度有关。
欧姆定律是描述电流与电压、电阻之间关系的定律。
根据欧姆定律，电流等于电压与电阻的比值，即 I = U/R。
五、电阻和电阻定律电阻是指导体抵抗电流通过的特性，用字母 R 表示。
电流通过导体时会遇到电阻，导致电阻中有一部分电能转化为热能。
欧姆定律描述了电流与电压、电阻之间的关系，而欧姆定律的倒数则是电导率。
根据电阻定律，电阻与导体的长度、横截面积以及导体材料的电阻率有关。
六、电流和电量的关系电流和电量是电动力学中常见物理量，它们之间存在一定的关系。
电流等于单位时间内流过某一点的电量。
《电动力学》知识点归纳及典型例题分析(学生版)
《电动力学》知识点归纳及典型例题分析一、知识点归纳知识点1：一般情况下，电磁场的基本方程为：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=∙∇=∙∇+∂∂=⨯∇∂∂-=⨯∇.0;;B D J t D H t B Eρ（此为麦克斯韦方程组）；在没有电荷和电流分布（的情形0,0==Jρ）的自由空间（或均匀介质）的电磁场方程为：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=∙∇=∙∇∂∂=⨯∇∂∂-=⨯∇.0;0;B D t D H t B E（齐次的麦克斯韦方程组）知识点2：位移电流及与传导电流的区别。
答：我们知道恒定电流是闭合的： ()恒定电流.0=⋅∇J在交变情况下，电流分布由电荷守恒定律制约，它一般不再闭合。
一般说来，在非恒定情况下，由电荷守恒定律有.0≠∂∂-=⋅∇t J ρ现在我们考虑电流激发磁场的规律：()@.0J B μ=⨯∇ 取两边散度，由于0≡⨯∇⋅∇B ，因此上式只有当0=⋅∇J 时才能成立。
在非恒定情形下，一般有0≠⋅∇J ，因而()@式与电荷守恒定律发生矛盾。
由于电荷守恒定律是精确的普遍规律，故应修改()@式使服从普遍的电荷守恒定律的要求。
把()@式推广的一个方案是假设存在一个称为位移电流的物理量D J ，它和电流J 合起来构成闭合的量 ()()*,0=+⋅∇D J J 并假设位移电流D J 与电流J 一样产生磁效应，即把()@修改为 ()D J J B +=⨯∇0μ。
此式两边的散度都等于零，因而理论上就不再有矛盾。
由电荷守恒定律.0=∂∂+⋅∇tJ ρ电荷密度ρ与电场散度有关系式 .0ερ=⋅∇E 两式合起来得：.00=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⋅∇t E J ε与()*式比较可得D J 的一个可能表示式.0tEJ D ∂∂=ε 位移电流与传导电流有何区别：位移电流本质上并不是电荷的流动，而是电场的变化。
它说明，与磁场的变化会感应产生电场一样，电场的变化也必会感应产生磁场。
而传导电流实际上是电荷的流动而产生的。
知识点3：电荷守恒定律的积分式和微分式，及恒定电流的连续性方程。
电动力学教学大纲
电动力学教学大纲
一、电场
1. 电荷与电场
- 定义电荷及电荷的性质
- 研究电场及其性质
- 探讨电场的表达式及其应用
2. 电场的性质
- 讨论电势的概念及其性质
- 推导电势的公式及应用
- 研究电场运动的方程和电场对物体的作用力
二、静电场
1. 静电场中的电荷分布
- 推导电荷分布的方程
- 讨论静电平衡和电容器的基本原理
- 探索导体和介质中的静电
2. 静电场中的能量和场线
- 推导静电场能量密度的公式
- 研究场线的性质及其应用
- 讨论静电场的一个例子：电子束的偏转
三、电流和电路
1. 电流和电阻
- 定义电流和电阻
- 推导欧姆定律
- 探究电路中的功率和电耗
2. 串联和并联电路
- 推导串联和并联电路的公式
- 讨论串联和并联电路的性质及实际应用
- 探索复杂电路的求解方法
四、磁场和电磁感应
1. 磁场和磁通量
- 定义磁场和磁场的性质
- 推导磁通量的公式及其性质
- 研究磁场对物质的作用
2. 安培定理和电磁感应
- 推导安培定理的公式
- 探究电磁感应的基本原理及其应用
- 讨论电磁振荡和电磁波等相关现象
以上为电动力学的主要内容和教学大纲，掌握这些知识点，可以帮助学生更好地理解和应用电动力学相关理论，为日后的工作和研究提供基础。
论运动物体的电动力学
论运动物体的电动力学电动力学是物理学中的一个分支，主要研究电荷和电场之间的相互作用。
在运动物体的电动力学中，我们研究的是运动物体在电场中所受到的电力和电场的影响。
我们需要了解电场的概念。
电场是由电荷所产生的一种物理场，它可以影响周围的电荷。
在电场中，电荷会受到电场力的作用，这个力的大小和方向与电荷的电量和电场的强度有关。
当一个运动物体进入电场中时，它会受到电场力的作用。
这个力的大小和方向取决于物体的电荷和电场的强度。
如果物体带有正电荷，它会受到电场力的方向与电场方向相同的作用力；如果物体带有负电荷，它会受到电场力的方向与电场方向相反的作用力。
在运动物体的电动力学中，我们还需要了解电势能的概念。
电势能是指电荷在电场中所具有的能量。
当一个电荷在电场中移动时，它会受到电场力的作用，从而改变它的位置和速度。
这个过程中，电荷所具有的能量就是电势能。
当一个运动物体在电场中移动时，它的电势能也会发生变化。
如果物体带有正电荷，它会向电势能较低的方向移动，从而释放出电势能；如果物体带有负电荷，它会向电势能较高的方向移动，从而吸收电势能。
在运动物体的电动力学中，我们还需要了解电场线的概念。
电场线是指在电场中，连接电荷的线条。
电场线的密度越大，表示电场的强度越大；电场线的方向表示电场力的方向。
当一个运动物体在电场中移动时，它的运动轨迹也会受到电场线的影响。
如果物体沿着电场线移动，它会受到电场力的最大作用；如果物体与电场线垂直移动，它会受到电场力的最小作用。
在运动物体的电动力学中，我们需要了解电场、电势能和电场线的概念，以及它们对运动物体的影响。
只有深入了解这些概念，我们才能更好地理解运动物体在电场中的行为，从而更好地应用电动力学的知识。
电动力学知识点总结
电动力学知识点总结电动力学是物理学中的一个分支，主要研究电荷、电场和电流之间的相互作用。
它是现代科技中的基础知识之一，广泛应用于电力工程、电子技术、通信工程等领域。
下面对电动力学的知识点进行总结。
1.电荷：电动力学的研究对象是电荷，分为正电荷和负电荷。
同性电荷相互排斥，异性电荷相互吸引。
2.电场：电荷周围存在一个电场，是电荷在空间中产生的一个物理量。
电场的特点是具有方向和大小。
电场的方向是从正电荷指向负电荷，电荷周围的电场线是从正电荷出发，指向负电荷。
3.电场强度：电场强度定义为单位正电荷受到的力，用E表示。
电场强度的方向与电场的方向一致。
4.电势：电势是描述电场状态的物理量。
电势是单位正电荷所具有的势能。
正电荷从高电势区域移动到低电势区域时，将具有正的电势能变化；负电荷则相反。
电势可用电势差表示，即两点间的电势差等于沿着电力线方向，单位正电荷在两点之间移动时所做的功。
5.电容：电容代表了电场在两个导体之间存储能量的能力。
电容的单位是法拉（F）。
电容与电势差和电荷量成正比，与两个导体的距离成反比。
6.高斯定理：高斯定理是电动力学的重要基本原理之一，描述了电场与电荷之间的关系。
高斯定理表明，通过任意闭合曲面的电通量等于该曲面内包围的总电荷。
7.法拉第电磁感应定律：法拉第电磁感应定律描述了磁场和电流之间的相互关系。
当导体中的磁通量发生变化时，将产生感应电流。
8.电流：电流是电荷的移动产生的现象。
电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量。
9.欧姆定律：欧姆定律描述了电流、电压和电阻之间的关系。
欧姆定律表明，电流等于电压与电阻之间的比值。
10.电阻：电阻是材料对电流流动的阻碍程度的物理量。
电阻的单位是欧姆（Ω）。
11.电磁感应：电动力学中的电磁感应现象包括法拉第电磁感应、互感、自感等，是现代发电、电动机、变压器等电力工程中的基础原理。
12.磁场：电动力学中的磁场是由磁铁或电流产生的，它具有方向和大小。
电动力学_知识点总结
电动力学_知识点总结电动力学是物理学的一个重要分支，研究电荷和电场、电流和磁场之间的相互作用关系。
电动力学的基础是库仑定律和安培定律，它们描述了电场和电流的性质和行为。
接下来，我将对电动力学的几个知识点进行总结。
一、电场和电荷：1.电场的概念：电场是由电荷产生的一种物理场，它是一个向量场，用于描述空间中特定点处存在的电荷所受到的力的方向和大小。
2.电场强度（电场）：电场强度是电场力对单位正电荷施加的力，用矢量E表示，其大小等于单位正电荷所受到的电场力。
3.电场线：电场线是空间中表示电场方向的线条，它的切线方向表示该点的电场强度方向，且电场线从正电荷出发，朝向负电荷。
二、电场与电荷的相互作用：1.库仑定律：库仑定律描述了两个点电荷之间的静电相互作用力的大小和方向。
库仑定律可以表示为F=k*q1*q2/r^2，其中F为电荷间的静电力，k为库仑常量，q1和q2为两个电荷的大小，r为它们之间的距离。
2.常见电荷分布：点电荷、均匀线电荷、均匀面电荷和均匀体电荷。
三、电势与电势能：1.电势：电势是描述电场力对单位正电荷进行的功的大小，用标量量Ep表示。
电势与点电荷所在位置有关，又称为“电势点”，在电场中，点电荷与电势点的距离越近，电势值越高。
2.电势能：电势能是电荷由一个位置移动到另一个位置时，电场力所做的功，用标量量表示。
四、电场中的电荷运动：1.电荷受力：在电场中，电荷受到电场力的作用，电场力与电荷的大小和方向成正比，方向与电场强度方向一致。
2.给电荷加速：在电场中，当电荷受到电场力的作用时，会加速运动，其运动的加速度与电场力与电荷质量的比值成正比。
3.电流：电流是指单位时间内通过横截面的电荷数，用I表示。
电流的方向与正电荷流动方向相反。
4.安培定律：安培定律描述了电流和磁场之间的相互作用，即电流在磁场中受到的力。
安培定律可以表示为F=BIL，其中F为电流受到的安培力，B为磁场强度，I为电流大小，L为电流段的长度。
电动力学内容简介
电动力学内容简介The Summery of Contents in Electrodynamics电动力学：研究电磁场的基本属性、运动规律、与带电物质的相互作用。
1． 场：物理量在空间或一部分空间的分布。
通过对电磁场的研究加深对场的理解。
场是一种物质，有其特殊的运动规律和物质属性，但是又是一种特殊的物质它可以与其他物质共同占有一个空间（存在形式的特点）。
有关电磁场的概念是有法拉第提出的，麦克斯韦进一步完善。
一个很核心的问题：“物质能不能在它们不存在的地方发生相互作用” “实验证实超距作用的不正确”所以说场的引入可以说正是解释了这一问题。
电磁场作为电磁现象的共性所引入的2． 如何研究电磁场所对应的物理量()(),,,,,,,E x y z t B x y z t ：从理论上和实验上证明了是必需的也是最基本的。
3． 电磁学和电动力学的区别：（学过了数学物理方法）就像中学中的电与磁的现象与电磁学的区别在于学了微积分一样。
电磁学：麦克斯韦方程组：只有积分的形式只是作为最后的结果并没有给出应用。
求解静电场的问题：库伦定理+积分、高斯定理、已知电势求电场电动力学：麦克斯韦方程组：不仅有积分形式而且还有位分形式，先结果再应用。
求解静电场的问题：分离变量法、镜像法、格林函数法4． 本书的主要结构：⎧⎧→⎨⎪⎪⎩→⎨⎧⎪→⎨⎪⎩⎩第二章静电场静第三章静磁场第一章电磁现象的普遍规律第四章电磁场的的传播动第五章电磁场的发射第六章相对论第一章 电磁现象的普遍规律Universal Law of Electromagnetic Phenomenon本章将从基本的电磁实验定律出发建立真空中的Maxwell’s equations 。
并从微观角度论证了存在介质时的Maxwell’s equations 的形式及其电磁性质的本构关系。
继而给出Maxwell’s equat ions 在边界上的形式，及其电磁场的能量和能流，最后讨论Maxwell’s equations 的自洽性和完备性。
电磁学和电动力学
电磁学和电动力学引言电磁学和电动力学是物理学中重要的分支，研究电荷和电流之间相互作用的规律。
本文将全面、详细、完整地探讨电磁学和电动力学的基本概念、主要定律以及其在日常生活和工业应用中的重要性。
电磁学基础电荷与电场1. 电荷电荷是物质所具有的一种基本性质，分为正电荷和负电荷。
相同电荷之间相互排斥，不同电荷之间相互吸引。
2. 电场电场是电荷周围所产生的力场。
一个电荷会在其周围产生电场，其他电荷会受到电场力的作用而发生运动或变形。
电动力学定律1. 库仑定律库仑定律描述了两个电荷之间的电场力的作用关系。
两个电荷之间的作用力与它们的电荷量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
2. 高斯定律高斯定律描述了电场的产生和分布与电荷的分布之间的关系。
电场线从正电荷发出，趋向于负电荷。
3. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律描述了磁场变化时电场的产生。
当磁场穿过一个闭合线圈时，会在线圈中产生感应电动势，并引起电流流动。
4. 电动势和电流电动势是指电源提供给一个电荷单位所做的功。
电流是电荷的流动，单位时间内通过某一截面的电荷量。
5. 安培环路定理安培环路定理描述了磁场和电流之间的关系。
沿着一条闭合回路的磁场强度的总量等于通过该回路的电流的总和乘以真空中的磁导率。
电磁学与现实生活电磁学和电动力学对我们的日常生活产生了极大的影响，并应用于许多领域。
家用电器我们日常使用的家用电器，如电视、冰箱、洗衣机等，都离不开电磁学和电动力学。
电动机的原理使得这些电器可以正常运行，电磁感应定律也是指导电磁炉、电磁炉等发明的基础。
通信技术现代通信技术中的无线电、微波、红外线等也是电磁学和电动力学的应用。
电磁波的传播使得我们可以进行远距离的通信，并广泛应用于手机、电视、无线网络等设备中。
医学影像医学影像技术如X光、CT扫描、MRI等的原理都基于电磁学和电动力学。
将电磁波用于人体成像，可以帮助医生诊断和治疗许多疾病。
可再生能源电磁学和电动力学的研究也对可再生能源的开发和利用具有重要意义。
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数学
普通物理学 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 动 力 学
统 计 力 学
量 子 力 学
电子通信类课程 电磁相关的技术
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• 学习目的与要求
（ 1 ）通过学习电磁运动的基本规律，加深对电磁 场基本性质的理解； （ 2 ）通过学习狭义相对论理论了解相对论的时空 观及有关的基本理论； （ 3 ）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； （ 4 ）为学习后续课程和独力解决实际问题打下必 要的基础。
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。
第零章 绪论及数学准备
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二、电动力学与电磁学的联系与区别
• 范围
既讨论静场又讨论变化场，外加相对论。
• 深度 从矢量场论出发，总结电磁现象普遍规律，解题更 具一般性。 • 方法
建立模型、求解方程、注重理论。
• 数学 矢量场论、张量分析初步、线性代数、数理方程、 特殊函数 ………
地下的反战活动。
第零章 绪论及数学准备
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• 1915 年爱因斯坦发表了广义相对论。他所作 的光线经过太阳引力场要弯曲的预言于 1919 年由英国天文学家亚瑟· 斯坦利· 爱丁顿的日全 食观测结果所证实。 1916 年他预言的引力波 在 1978 年也得到了证实。爱因斯坦和相对论 在西方成了家喻户晓的名词，同时也招来了 德国和其他国家的沙文主义者、军国主义者 和排犹主义者的恶毒攻击。 • 爱因斯坦因在光电效应方面的研究，而被授 予1921年诺贝尔物理学奖。 • 1933 年1月纳粹党攫取德国政权后，爱因斯坦 是科学界首要的迫害对象，幸而当时他在美 国讲学，未遭毒手。3月他回欧洲后避居比利 时， 9 月 9 日发现有准备行刺他的盖世太保跟 踪，星夜渡海到英国， 10 月转到美国普林斯 顿大学，任新建的高级研究院教授，直至 1945年退休。1940年他取得美国国籍。
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爱因斯坦1908年兼任伯尔尼大学编外讲
师。1909年离开专利局任苏黎世大学理 论物理学副教授。1911年任布拉格德语 大学理论物理学教授，1912年任母校苏 黎世联邦工业大学教授。1914年，应马 克斯 · 普朗克和瓦尔特 · 能斯脱的邀请， 回德国任威廉皇家物理研究所所长兼柏 林大学教授，直到1933年。1920年应亨 德里克· 安东· 洛伦兹和保耳· 埃伦菲斯特 的邀请，兼任荷兰莱顿大学特邀教授。 第一次世界大战爆发后，他投入公开和
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• 1939 年他获悉铀核裂变及其链式反应的发 现，在匈牙利物理学家利奥· 西拉德推动下， 上书罗斯福总统，建议研制原子弹，以防 德国占先。第二次世界大战结束前夕，美 国在日本广岛和长崎两个城市上空投掷原 子弹，爱因斯坦对此强烈不满。战后，为 开展反对核战争的和平运动和反对美国国 内法西斯危险，进行不懈的斗争。 • 1955 年 4 月 18 日爱因斯坦因主动脉瘤破裂 逝世于普林斯顿。遵照他的遗嘱，不举行 任何丧礼，不筑坟墓，不立纪念碑，骨灰 撒在永远对人保密的地方，为的是不使任 何地方成为圣地。 • 爱因斯坦的后半生一直从事寻找大统一理 论的工作，不过这项工作没有获得成功， 现在大统一理论是理论物理学研究的中心 问题。
法拉第专于实验探索，麦克斯韦擅长理论概括 第零章 绪论及数学准备
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实验物理学家迈克尔孙
• 迈克耳孙1873年毕业于美国海军学院，并留校教物理和化学。大约在 5年后，开始进行光速的测量工作，随后游学欧洲，在德国和法国学 习光学。回国后离开海军成为凯斯学院物理学教授。迈克耳孙因为精 密光学仪器和借助这些仪器进行的光谱学和度量学的研究工作做出的 贡献获得1907年的诺贝尔物理学奖。 • 迈克耳孙自己设计了旋转镜和干涉仪，用以测定微小的长度、折射率 和光波波长。 1879 年，他得到的光速为 299910±5 千米／秒； 1882 年，他得到的光速为 299853±6 千米／秒。这个结果被公认为国际标 准，沿用了40年。迈克耳孙最后一次测量光速是在加利福尼亚两座相 差 35千米的山上进行的，光速测量精确度最后达到了 299798±4 千米 ／秒。他就在这次测量过程中中风，于1931年去世。 • 迈克耳孙最著名的实验是被称为迈克耳孙－莫雷的测定以太是否存在 的实验（1887）。 返回
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爱因斯坦
1879-1955 20世纪最杰 出的科学家
第零章 绪论及数学准备
爱因斯坦生于德国乌尔姆一个经营电 器作坊的小业主家庭。一年后，随全家 迁居慕尼黑。 1894 年，他的家迁到意大 利米兰。 1895 年他转学到瑞士阿劳市的 州立中学。 1896 年进苏黎世工业大学师 范系学习物理学， 1900 年毕业。 1901 Байду номын сангаас 取得瑞士国籍。 1902 年被伯尔尼瑞士专 利局录用为技术员，从事发明专利申请 的技术鉴定工作。他利用业余时间开展 科学研究，于 1905 年在物理学三个不同 领域中取得了历史性成就，特别是狭义 相对论的建立和光量子论的提出，推动 了物理学理论的革命。同年，以论文《 分子大小的新测定法》，取得苏黎世大 学的博士学位。
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注意顺序 不能颠倒
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• 并矢与张量 T AB
i , j 1
3
AB
（一般 AB BA ） 3 Ai B j ei e j Tij ei e j
i , j 1
ei e j
为单位并矢，张量的基（9个分量）
矢量与张量的矩阵表示 A1 A Ai ei , A A2 A 3
• 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。 • 主要应用：电力工业技术、 广播、通讯、雷达、 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…… 。
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五、主要参考书
[1]《电动力学》郭硕鸿 高教出版社 第二版 1997 [2]《电动力学》蔡圣善等 高教出版社 第二版 2002 [3]《电动力学》虞福春 北京大学出版社 1992 [4]《电动力学题解》林璇英、张之翔 科学出版社 1999； [5]《电动力学解题指导》 王雪君 北京师范大学出 版社 1998 [6] 经典 电动 力 学 ( 影 印 版 )( 第 3 版 ) John David Jackson 高等教育出版社 2004 .
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英国物理学家和化学家。 最主要贡献：1831年发现了电磁感应现象。 1834 年他研究电流通过溶液时产生的化 学变化，提出了法拉第电解定律。这一定 律为发展电结构理论开辟了道路。 1845年9月13日法拉第发现，一束平面偏 振光通过磁场时发生旋转，这种现象被称 为“法拉第效应”。法拉第认为光具有电 磁性质，是光的电磁波理论的先驱 1852年他引进磁力线概念。 他的很多成就不仅非常重要、且是带根 本性的理论。
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• 主要考核目标（包括重点及难点） （1）掌握矢量场论的简单运算； （2）掌握电磁场基本理论、重要实验定律； （3）掌握静电场和静磁场的基本理论和解题方法； （4）掌握电磁波传播和辐射的基本概念和简单应用； （5）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
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六、发展简史
⑴ ⑵ ⑶ ⑷ ⑸ ⑹ 1675 库仑定律 1820 电流磁效应（毕－萨定律） 1822 安培作用力定律（电动力学一词开始使用） 1831 电磁感应（法拉第），场的思想 1 1856-1873 麦克斯韦方程，预言了电磁波的存在 2 1881-1887 迈克尔逊实验（1881）,迈－莫雷实验 （1887） 3 ⑺ 1888 赫兹证实电磁波存在 ⑻ 1905 狭义相对论（爱因斯坦“论运动物体的电动 4 力学”）。
爱因斯坦是耶路撒冷希伯来大学的注册商标
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§1
矢量定义
矢量代数与张量初步
A ˆ ˆ A AA, A A , A A
直角坐标系中
A Az i Ay j Az k
A A (A A A )
2 1 2 2 2 3 2 1
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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
• 模型一般为偏微分方程 • 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 • 一些基本思想在争论中不断发展
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四、适用范围及主要应用
成绩评定： 考试（70%），课堂提问和作业（30%）。
第零章
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§1 绪 论
一、基本情况及要求
• 课程性质 电动力学是物理学科的一 门重要基础理论课，是物 理学的“四大力学”之一。 • 研究对象 电动力学主要研究电磁场 的基本性质，运动规律以 及与带电物质之间的相互 作用。
A Ai ei
i 1
3
A
i 1
3
2 i
矢量的基本运算
A B Ai Bi AB cos
i 1
3
e1
e2
e3 A3
A B AB sin en A1 A2
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B1 B2 B3
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• 矢量代数中的两个重要公式
混合积
双重矢量积 矢量微分