电动力学 绪论

数学 普通物理学
理论物理学
电 动 力 学
统 计 力 学
量 子 力 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
（ 1 ） 通过学习电磁运动的基本规律 ， 加深对电磁 通过学习电磁运动的基本规律， 场基本性质的理解； 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； 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； 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。 要的基础。
重点：第一、 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； 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。
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。 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，解决问 从矢量场论出发，总结电磁现象普遍规律， 题更具一般性。 题更具一般性。 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。 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、 特殊函数 ………
几位物理学家
看看他们吧 我们该做点什么！ Faraday Maxwell Michelson Einstein
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：1831年发现了电磁感应现象 年发现了电磁感应现象。 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 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。 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。 律为发展电结构理论开辟了道路。 1845年 1845年9月13日法拉第发现，一束平面偏 13日法拉第发现 日法拉第发现， 振光通过磁场时发生旋转， 振光通过磁场时发生旋转 ， 这种现象被称 法拉第效应” 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。 磁性质，是光的电磁波理论的先驱。 1852年他引进磁力线概念 年他引进磁力线概念。 1852年他引进磁力线概念。 他的很多成就不仅非常重要、 他的很多成就不仅非常重要 、 且是带根 本性的理论。 本性的理论。
答疑及考核
答疑安排：
– 时间：周一晚上7：00－9：00 时间：周一晚上7 00－ – 地点：7102＃ 地点：7102＃ – 人物：王智、助教
考核方式：
– 期中考试：闭卷（满分100），30％ 期中考试：闭卷（满分100），30％ – 期末考试：闭卷（满分100），40％ 期末考试：闭卷（满分100），40％ – 研究型教学：纸质报告和口头报告，10％ 研究型教学：纸质报告和口头报告，10％ – 平时作业：周一晚上交7102，20％ 平时作业：周一晚上交7102，20％
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
四、适用范围及主要应用
适用于宏观电磁现象， 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。 主要应用：电力工业技术、 广播、通讯、雷达、 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、 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…… 。
六、发展简史
⑴ ⑵ ⑶ ⑷ ⑸ ⑹ 1675 库仑定律 电流磁效应（ 萨定律） 1820 电流磁效应（毕－萨定律） 安培作用力定律（电动力学一词开始使用） 1822 安培作用力定律（电动力学一词开始使用） 电磁感应（法拉第） 1831 电磁感应（法拉第），场的思想 1 1856麦克斯韦方程， 1856-1873 麦克斯韦方程，预言了电磁波的存在 2 18811881-1887 迈克尔逊实验（1881）,迈－莫雷实验 迈克尔逊实验（1881） 1887） （1887） 3 ⑺ 1888 赫兹证实电磁波存在 狭义相对论（爱因斯坦“ ⑻ 1905 狭义相对论（爱因斯坦“论运动物体的电动 力学” 。 力学”）4
法拉第
（1791～1867） 1791～1867） 返回
他制造了世界上第一台发电机。法拉第发现电介质的作用， 他制造了世界上第一台发电机。法拉第发现电介质的作用， 创立了介电常数的概念。后来电容的单位“法拉” 创立了介电常数的概念。后来电容的单位“法拉”就是用他的 名字命名的。 名字命名的。
麦克斯韦(James 麦克斯韦(James Clerk Maxwell 1831～1879) 1831～
五、主要参考书
[1]《电动力学》(普通高等教育十一五国家级规划教材)郭硕 电动力学》 普通高等教育十一五国家级规划教材) 鸿 高教出版社 第三版 2008 电动力学》 《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 电动力学》 [3]《电动力学》虞福春 北京大学出版社 1992 电动力学》 [4]《电动力学题解》林璇英、张之翔 科学出版社 电动力学题解》林璇英、 1999； 1999； [5]《电动力学解题指导》 王雪君 北京师范大学出版社 1998 电动力学解题指导》 [6] 经典电动力学(影印版)(第3版) John David Jackson 高等 经典电动力学(影印版)(第 教育出版社 2004 . ftp://ioi.bjtu.edu.cn, download, download, /电动 ftp://ioi.bjtu.edu.
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） 掌握矢量场论的简单运算； （1）掌握矢量场论的简单运算； 掌握电磁场基本理论、重要实验定律； （2）掌握电磁场基本理论、重要实验定律； 掌握静电场和静磁场的基本理论和解决问题方法； （3）掌握静电场和静磁场的基本理论和解决问题方法； 掌握电磁波传播和辐射的基本概念和简单应用； （4）掌握电磁波传播和辐射的基本概念和简单应用； 掌握狭义相对论的基本理论和简单应用。 （5）掌握狭义相对论的基本理论和简单应用。
爱因斯坦
1879-1955 20世纪最杰出的 世纪最杰出的 科学家
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， 电器作坊的小业主家庭 。 一年后 ， 随全 家迁居慕尼黑。 1894年 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 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 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 年毕业。 师范系学习物理学 ， 1900 年毕业 。 1901 年取得瑞士国籍。 1902年被伯尔尼瑞士 年取得瑞士国籍 。 1902 年被伯尔尼瑞士 专利局录用为技术员， 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 请的技术鉴定工作 。 展科学研究， 1905年在物理学三个不 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 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 和光量子论的提出， 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， 动了物理学理论的革命 。 同年 ， 以论文 分子大小的新测定法》 《 分子大小的新测定法 》 ， 取得苏黎世 大学的博士学位。 大学的博士学位。
法拉第专于实验探索， 法拉第专于实验探索，麦克斯韦擅长理论概括
返回
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。 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 1873年毕业于美国海军学院 年后，开始进行光速的测量工作，随后游学欧洲， 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。 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。 1907年的诺贝尔物理学奖 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、 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 和光波波长 。 1879 年 ， 他得到的光速为 299910±5 千米／ 秒 ； 1882 299910± 千米 ／ 他得到的光速为299853 299853± 千米／ 年，他得到的光速为299853±6 千米／秒。这个结果被公认为国际标 沿用了40 40年 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 35千米的山上进行的 光速测量精确度最后达到了299798 千米的山上进行的， 299798± 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 他就在这次测量过程中中风， 1931年去世 年去世。 ／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－ 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） 的实验（1887）。 返回
电动力学
北京交通大学 王智， 王智，王健
第0章 绪论及数学准备
电 动 力 学
目 录
第1章 电磁现象的普遍规律 第2章 静电场 第3章 静磁场 第4章 电磁波的传播 第5章 电磁波的辐射 第6章 狭义相对论
课 程 简 介
课程类型：物理、 课程类型：物理、光信息科学本科生专业课 学时学分：64学时 学时， 学时学分：64学时，4学分 先修要求：普通物理电磁学，数学物理方程 先修要求：普通物理电磁学， 基本目的： 基本目的： 1. 学习处理电磁问题的一般理论和方法 2. 学习狭义相对论的理论和方法 内容提要： 内容提要： 1．电磁场的基本规律 2．静电问题和静磁问题 3．电磁波的辐射和传播 4．狭义相对论的概念和理论的数学形式
生平简介：英国物理学家，1831年 13日生于 生平简介 ：英国物理学家 ，1831 年6 月 13 日生于 英国爱丁堡的一个地主家庭， 岁时，母亲去世， 英国爱丁堡的一个地主家庭，8 岁时，母亲去世， 在父亲的诱导下学习科学，16岁时进入爱丁堡大 在父亲的诱导下学习科学，16岁时进入爱丁堡大 1850年转入剑桥大学研习数学 1854年以优 年转入剑桥大学研习数学， 学，1850年转入剑桥大学研习数学，1854年以优 异成绩毕业于该校三一学院数学系，并留校任职。 异成绩毕业于该校三一学院数学系，并留校任职。 1856年到阿伯丁的马里沙耳学院任自然哲学教授 年到阿伯丁的马里沙耳学院任自然哲学教授。 1856年到阿伯丁的马里沙耳学院任自然哲学教授。 1860年到伦敦任皇家学院自然哲学及天文学教授 年到伦敦任皇家学院自然哲学及天文学教授。 1860年到伦敦任皇家学院自然哲学及天文学教授。 1865年辞去教职还乡 专心治学和著述。1871年 年辞去教职还乡， 1865年辞去教职还乡，专心治学和著述。1871年 受聘为剑桥大学的实验物理学教授， 受聘为剑桥大学的实验物理学教授，负责筹建该 校的第一所物理学实验室——卡文迪许实验室， ——卡文迪许实验室 校的第一所物理学实验室——卡文迪许实验室， 1874年建成后担任主任 1879年11月 年建成后担任主任。 1874 年建成后担任主任。 1879 年 11 月 5 日在剑桥 逝世，终年只有49 49岁 逝世，终年只有49岁。 科学成就：电磁场理论和光的电磁理论， 1873《 科学成就：电磁场理论和光的电磁理论，预言了电磁波的存在 ，1873《电 磁学通论》 他建立了实验验证的严格理论，并重复卡文迪许的实验， 磁学通论 》 。 他建立了实验验证的严格理论 ， 并重复卡文迪许的实验 ，他 还发明了麦克斯韦电桥。 还发明了麦克斯韦电桥 。 运用数学统计的方法导出了分子运动的麦克斯韦 速度分布律，创立了定量色度学， 速度分布律，创立了定量色度学，负责建立起来的卡文迪许实验室 。
第零章
百度文库
绪论及数学准备
§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， 门重要基础理论课 ， 是物 理学的“ 四大力学” 之一。 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， 的基本性质 ， 运动规律以 及与带电物质之间的相互 作用。 作用。