电动力学课件0new

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1、电电动电动动力动力力学力学北京科技大学顾顾强顾强课程类型：：应用物理学本科生必修课：应用物理学本科生必修课学时学分：：36：363636学时学时，，4，444学分学分???先修要求：：电磁学：电磁学，，数理方法，数理方法!!!课内容提要：111．1．．电磁场的基本规律．电磁场的基本规律程222．2．．静电问题和静磁问题．静电问题和静磁问题简333．3．．电磁波的辐射和传播．电磁波的辐射和传播444．4．．狭义相对论的基本概念和数学形式．狭义相对论的基本概念和数学形式介基本目的：1.1.1.掌1.掌掌握经典电磁场理论框架掌握经典电磁场理论框架、、基本规律以及狭义相、基本规律以及狭义相对论的

2、时空观2.2.2.获得利用高等数学工具分析和处理电磁场基本问2.获得利用高等数学工具分析和处理电磁场基本问题的能力成绩评定：课堂表现+++作业+作业+++平时测试+平时测试40%40%，40%，，期末考试，期末考试60%第第0第00章0章章绪论及数学基础章绪论及数学基础222目录第第1第111章章章电磁现象的普遍规律章电磁现象的普遍规律444第第2第22章2章章静电场章静电场444第第3第33章3章章静磁场章静磁场222第第4第44章4章章电磁波的传播章电磁波的传播555第第5第55章5章章电磁波的辐射章电磁波的辐射555第第6第66章6章章狭义相对论章狭义相对论101010第0章绪论及

3、数学基础§§1§1绪绪论绪论数学一、课程性质普通物理学•课程性质理论物理学凝聚态物理电动力学是物理学科的一等离子体物理理电统量原子分子物理门重要基础理论课，，是物，是物论动计子粒子物理理学的“四大力学”之一。力力力力电子通信类课程学学学学电磁相关的技术•理论物理的特点1.1.1.建立模型1.建立模型在实验与假设的基础之上建立模型，一般为偏微分方程2.2.2.验证模型2.验证模型模型的正确与否由求解结果与实验是否相符合来验证二、电动力学与电磁学的联系与区别电动力学主要研究电磁场的基本性质，，运动规律以，运动规律以及与带电物质之间的相互作用。与电磁学的联系与区别：•范围范围既讨论静场又讨论变

4、化场，，外加相对论，外加相对论。•深度深度研究电磁现象更基本规律，，更多使用数学，更多使用数学。•方法方法从矢量场论出发、、建立模型、建立模型、、求解方程、求解方程。一般性、、理论性、理论性、哲学性三、发展简史⑴⑴1675⑴16751675库仑定律1675库仑定律⑵⑵1820⑵18201820电流磁效应1820电流磁效应（（毕（毕毕－毕－－萨定律－萨定律）⑶⑶1822⑶18221822安培作用力定律1822安培作用力定律（（电动力学一词开始使用（电动力学一词开始使用）⑷⑷1831⑷18311831电磁感应1831电磁感应（（法拉第（法拉第），场的思想⑸⑸1856⑸18561856-185

5、6---187318731873麦克斯韦方程1873麦克斯韦方程，，预言了电磁波的存在，预言了电磁波的存在⑹1881-1887迈克尔逊实验（1881））,）,,,迈迈迈－迈－－莫雷实验－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（爱因斯坦“论运动物体的电动力学”）。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，对于微观粒子不考虑波动性，，同时也，同时也不考虑电磁场的量子性。•广泛应用于电力工业技术、、广播、广播、、通讯、通讯、、雷达、雷达、、测井技、测井技术术、术、、加速器、加速器、、光电子技术、光电子技术、、激光理论、激光

6、理论、、非线性光学、非线性光学、、等离子、等离子体体、体、、天体物理、天体物理……。主要参考书[1]《《电动力学《电动力学》》郭硕鸿》郭硕鸿高教出版社第三版2008[2]《《电动力学学习辅导书《电动力学学习辅导书》》黄逎》黄逎本本、本、、方奕忠、方奕忠高教出版社第二版2002[3]《《电动力学题解《电动力学题解》》林璇英》林璇英、、张之翔、张之翔科学出版社1999[4]经典电动力学(((影印版(影印版)()()(第)(第第3第333版版版)JohnDavidJackson版)JohnDavidJackson)JohnDavidJackson高等教育出版)JohnDavidJackson高

7、等教育出版社社2004社2004§§2§2数学基础一、矢量与张量初步

矢量定义矢量定义A=AAAˆ,=A,Aˆ=AA
3

12222A=AeA=A=(A+A+A)∑ii123i=1矢量的基本运算矢量的基本运算




AB×=ABcosqAB´=ABsinqen•两个重要公式两个重要公式




混合积混合积a×(b´c)=b×(c´a)=c×(a´b)



双重矢量积双重矢量积a´(bc´)=(acb×)