电动力学高教第三(6)

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1、第0章绪论及数学准备第2章静电场第3章静磁场第4章电磁波的传播第5章电磁波的辐射电动力学目录第1章电磁现象的普遍规律第6章狭义相对论一、基本情况及要求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。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。§1绪论第零章绪论及数学准备学习目的与要求（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

2、程和独力解决实际问题打下必要的基础。主要内容（1）矢量场论的简单运算；（2）电磁场基本理论、重要实验定律；（3）静电场和静磁场的基本理论和解题方法；（4）电磁波传播和辐射的基本概念和简单应用；（5）狭义相对论的基本理论和简单应用。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、理论物理的特点模型建立在一些实验与一系列假

3、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，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、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…。⑴1675库仑定律⑵1820电流磁效应（毕－萨定律）⑶1822安培作用力定律（电动力学一词开始使用）⑷1831电磁感应（法拉第），场的思想⑸1856-1873麦克斯韦方程，预言了电磁波的存在⑹1881-1887迈克尔逊实验(1

4、881),迈－莫雷实验(1887)⑺1888赫兹证实电磁波存在⑻1905狭义相对论（爱因斯坦“论运动物体的电动力学”）五、发展简史法拉第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。（1791～1867）他制造了

5、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(JamesClerkMaxwel1831～1879)生平简介：著名的英国物理学家，经典电动力学的创始人,统计物理学的奠基人之一。1831年6月13日生于爱丁堡，1847～1850年在爱丁堡大学学习,1850～1854年入剑桥三一学院攻读数学。1856～1860年担任阿伯丁郡的马里查尔学院教授。1860～1865年在伦敦皇家学院执教，并从事气体运动理论的研究。1860年为英国皇家学会会员。1871年任剑桥大学教授，创建并领导了英国

6、第一个专门的物理实验室──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。法拉第专于实验探索，麦克斯韦擅长理论概括实验物理学家迈克尔逊迈克耳逊1852年12月19日出生于普鲁士斯特雷诺（现属波兰），童年随父母迁居美国。1873年毕业于美国海军学院，并留校教物

7、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。迈克耳逊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。迈克耳逊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。迈克耳逊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

8、±4千米／秒。他就在这次测量过程中中风，1931年去世。迈克耳逊最著名的实验是被称为迈克耳逊－莫雷的测定以太是否存在的实验（1887）。