关于电磁学和电动力学两门课学习的体会

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1、关于电磁学和电动力学两门课学习的体会　　摘要：电磁学和电动力学两门课既有独立性又相互渗透，根据电磁学和电动力学的关联性，在学习时注重知识间的横向和纵向联系，注重从个别到一般、从特殊到普遍的学习方法，注重数学知识的运用将更易于学好电磁学和电动力学这两门课。　　关键词：电磁学；电动力学；体系；矢量　　中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2014）19-0102-02　　电与磁不仅是我们生活中常见的现象，也是物理学科中的一个重要组成部分。从初中开始我们就已经接触有关电与磁的基本概念，高中的时候我们研究一些电流、磁现象

2、的基本规律以及一些基本的场问题，在大学物理的学习中，电与磁仍然是我们要深入研究的对象，电磁学和电动力学这两门课就是研究电磁场理论及其应用的。但相对于电动力学来说，电磁学所研究的对象和所需要的数学知识工具都比较简单，通过对电动力学和电磁学的教学研究以及对关联知识之间的思考，笔者认为以下几点对同学们学好电磁学和电动力学有很大帮助。　　一、树立学科体系思想，注重知识间的横向和纵向联系6　　电动力学和电磁学两门课程所涉及的都是电与磁的理论基础。电磁学以处理稳态情况为主要内容，主要讲述电磁现象的主要概念和规律，可以说是对高中电磁知识的丰富和延伸；电动力

3、学则是从麦克斯韦方程出发，讨论电磁场和电磁波的性质及其在各种条件（真空，介质）中的应用。两门课程既有独立性又相互渗透，内容上有深刻的联系，这为两门课程的关联学习创造了自然条件[1]。我们在学习的时候要注意知识间的横向和纵向联系，以便形成一个有条理的、层次分明的学习体系。　　例如，在电磁学中学习静电场时有：高斯定理：静电场中任一闭合曲面的磁通量等于该曲面内电荷的代数和除以？着。[2]即■■?d■=■；环路定理：静电场沿任意一闭合曲线的环流为零，即■■?d■=0。在电动力学学习中，我们只要注重知识间的横向和纵向联系，就可以从静电场的高斯定理得到静

4、电场的散度？荦?■=■；联系静电场的环路定理就可以得到静电场的旋度？荦×■=0。　　在电磁学中学习恒定电流激发的磁场时有，磁场的高斯定理：■对任意闭合曲线的通量都为零，即■■?d■=0；安培环路定理：恒定磁■场对任意曲线L的环流满足■■?d■=？滋0I。而在电动力学学习中，我们又会利用磁场高斯定理来研究磁场的散度？荦?■=0；利用安培环路定理研究磁场的旋度？荦×■=？滋0■。　　从这些基本规律之间的联系我们不难看出这两门课程之间的紧密关系，因此，在学习的时候要有目的地将电磁学和电动力学课程进行关联学习，要注意前后知识之间的联系，利用知识点之间

5、的联系将两门课程形成一个有机整体，这样更容易将繁杂的电磁知识归类，有助于促进两门课程学习的相辅相成，在已有的基础上学习将更容易掌握有难度的知识点。　　二、注重“从个别到一般”、“从特殊到普遍”的学习方法6　　在学习电磁学内容和电动力学中的麦克斯韦方程组后，很多同学都认为麦克斯韦方程组就是综合库仑定律、安培定律、毕奥-萨伐尔定律和法拉第电磁感应定律并补充了位移电流的效应后的结果，其实这种认识是不够确切的。如果你分别用库仑定律和麦克斯韦方程组去求解等速运动带电粒子的电磁场，就会发现所得两个结果是不一样的。这是因为库仑定律作为静电场的规律，其中既包

6、含了电磁现象的普遍规律又有其自身的特殊性。所以在学习的过程中要注意各个规律的适用性。　　在我们学习的过程中，我们通常都是从特殊情况开始学习的。因为特殊条件都是比较简单的情况，而一般现象就会比较复杂，就会涉及更多的变量。怎样才能从个别的、特殊的现象得到一般的、普遍的规律，这就需要我们对那些特殊的规律进行一分为二的透彻分析，既要明白定律的特殊之处在哪里，又要深刻理解其中蕴含的普遍意义。因为普遍性的东西就包含在一些特殊的情形中，而特殊规律虽然有其特殊地适用范围，但其中必然包含着一些普遍规律。通过认真分析，我们就要分辨出那些特殊定律中有哪些是特有的，

7、哪些部分又具有普遍的意义。　　下面我们就以电磁学中的基本方程――麦克斯韦方程为例进行分析。　　？荦?■=■是适合静电场的库仑定律以及高斯定理导出的，反映的是电荷对电场作用的局域性质，空间某点领域上，场的散度只和该点上的电荷密度有关而和其他点的电荷分布无关，电荷只激发其邻近的场。由此可知，虽然库仑定律描述的场不适合普遍情况，但高斯定理所反映的电荷与电场线的定量关系却是普遍适用的，在一般的运动电荷情况下，局域关系？荦?■=■仍然成立[2]。　　？荦×■6=0是库仑定律下的电场对任意一条闭合回路求环量得来的，它证明了电场的无旋性，但在实践当中，我们

8、可以发现无旋性只是适合静电场的情形，而在一般情况下的电场是有旋的。根据普遍的电磁感应定律可以得到有关一般电场的旋度关系？荦×■=-■。　　？荦?■=0是在磁场稳定的