河北省电动力学教学大纲

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1、电动力学（2034）自学考试大纲　　一、课程性质和设置目的　　电动力学是物理学专业重要的理论必修课程，是物理学的四大力学之一。教学对象为物理学专业本科学生。该门课程与所设考的量子力学统属物理学专业最重要的理论基础课程。电动力学中的相对论与量子力学是二十世纪自然科学的两大支柱。学习该门课程要求学生先修过高等数学、普通物理以及数学物理方法等课程。　　学习该门课程的主要目的和要求有以下几点：　　（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

2、；（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。　　二、课程内容及考试目标　　考核的主要内容为：电磁现象的普遍规律，静电场，静磁场，电磁波的传播，电磁场的辐射和狭义相对论。　　考核的主要目标为：（1）掌握矢量场论的简单运算；（2）掌握电磁场的基本理论和一些重要的实验定律；（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。　　考核内容一般分为四个层次：识记、理解

3、（或领会）、简单应用和综合应用。　　下面按照教材章节给出具体的考核内容与目标：　　第一章电磁现象的普遍规律　　考核内容与目标：　　（一）需要掌握的主要数学公式　　1.识记：（1）矢量代数公式（2）梯度、散度和旋度定义及在直角坐标和球坐标中的表达式（3）矢量场论公式（4）积分变换公式（5）复合函数“三度”公式（6）有关的一些常用公式　　2.理解：算符▽的矢量性和微分性。　　3.简单应用：利用算符▽的矢量性和微分性证明矢量场公式。　　（二）麦克斯韦方程组建立的主要实验定律和假定　　1.识记：（1）几个定律和位移电流

4、数学表达式　　2.理解：（1）库仑定律（2）高斯定律（3）磁场的实验定律（4）电磁感应定律的实质（5）位移电流假定的实质　　（三）真空中的麦克斯韦方程组　　1.识记：（1）真空中的麦克斯韦方程组　　2.简单应用：能够运用真空中的麦克斯韦方程组做简单的证明。　　（四）介质中的电磁性质方程　　1.识记：（1）束缚体电荷、束缚面电荷的表达式（2）磁化体电流、磁化面电流和极化电流的表达式（3）电位移矢量和磁场强度的定义（4）均匀线性介质中电位移矢量、磁场强度和电场、磁感应强度的关系。　　2.理解：公式的适用范围。　　3

5、.简单应用：能够简单运用上述公式求束缚体电荷密度、面电荷密度以及磁化体电流、面电流。　　（五）介质中的麦克斯韦方程组　　1.识记：介质中麦克斯韦方程组的微分形式和积分形式　　2.简单应用：会利用介质中的麦克斯韦方程组做简单的证明题。　　（六）洛仑兹力公式　　1.识记：单个带电粒子和电荷分布情况的洛仑兹力公式　　（七）电磁场的边值关系　　1.识记：（1）电磁场的边值关系（2）其它几个边值关系　　2.简单应用：利用边值关系做简单证明和计算　　（八）电磁场的能量　　1.识记：（1）电磁场能量守恒（2）电磁场的能量密度

6、和玻印停矢量　　2.理解：能量在场中的传输　　第二章静电场　　考核内容与目标：　　（一）有关静电场的几个定理和定律　　1.理解：库仑定律、静电场的概念、场的叠加原理、高斯定理　　（二）电场的基本方程　　1.理解：静电场下的电场散度和旋度方程　　（三）静电势及其满足的方程　　1.识记（1）电势的表达式（2）点电荷电势（3）连续分布电荷的电势（4）均匀场的电势（5）偶极子电势　　2.理解：（1）静电势的引入、电势差，电势参考点的选取（2）泊松方程的解等于其特解加上拉谱拉斯方程的通解　　3.简单应用：已知电势求电场　

7、　（四）唯一性定理　　1.识记：唯一性定理的内容　　2.理解：唯一性定理的意义　　3.简单应用：会用唯一性定理求解简单问题　　（五）静电势的边值关系　　1.理解：静电势的边值关系（介质和导体两种情况）　　2.简单运用：在求解中能熟练使用边值关系　　（六）静电场的能量　　1.理解：（1）静电场的能量密度（2）静电场的总能量　　（七）分离变量法　　1.识记：（1）拉谱拉斯方程在直角坐标中的表达式及解的形式（2）拉谱拉斯方程在球角坐标中的表达式及解的形式（球对称和轴对称的情况）　　2.综合应用：（1）能给出边界条件和

8、边值关系，在直角坐标系中熟练给出拉谱拉斯方程的解（2）在球坐标系中利用比较系数法熟练给出拉谱拉斯方程的解（3）由电势求电场及导体表面上的电荷分布　　（八）电像法　　1.识记：（1）无穷大导体板情况时的镜像电荷大小和位置（2）导体球情况是的镜像电荷的大小和位置　　2.理解：何种情况适合使用电象法　　3、综合应用：熟练掌握无穷大导体板与无穷大导体板、无穷大导体板与导体球相结合情况下电像法的