电动力学(全套课件240P) ppt课件

课 程 简 介
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： 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
成绩评定： 期末考试（70%），平时表现及作业（15%）， 研究性内容（15%）。
绪论结束
谢谢合作！
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。
六、发展简史
⑴ 1675 库仑定律
⑵ 1820 电流磁效应（毕－萨定律）
⑶ 1822 安培作用力定律（电动力学一词开始使用） ⑷ 1831 电磁感应（法拉第），场的思想
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⑸ 1856-1873 麦克斯韦方程，预言了电磁波的存在 ⑹ 1881-1887 迈克尔逊实验（1881）,迈－莫雷实验 3 （1887） 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”）。
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，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
§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。

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
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。

电 动 力 学
统 计 力 学
物理学本科专业主干必修课程
电动力学
Electrodynamices
庆祝2005世界物理年
电 动 力 学
目 录
第 0章
绪论及数学准备
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
课程类型：物理学、物理学本科专业主干课
学时学分：80学时，5学分 先修要求：电磁学,高等数学,数学物理方程

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
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。
线性光学、等离子体、天体物理…… 。
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 .
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 „„„

三、理论物理的特点

模型建立在一些实验与一系列假7）
返回 他的很多成就不仅非常重要、且是带根 本性的理论。 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”就是用他的 名字命名的。
麦克斯韦(James Clerk Maxwell 1831～ 1879)
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， 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 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。 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。 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，负责筹建该 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 5 日在剑桥 逝世，终年只有49岁。 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， 他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，负责建立起来的卡文迪许实验室 。
量 子 力 学
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 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。
法拉第专于实验探索，麦克斯韦擅长理论概括
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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