《电动力学》课程教学大纲

《电动力学》课程教学大纲

课程名称：电动力学课程类别：专业必修课

适用专业：物理学考核方式：考试

总学时、学分：56 学时 3.5 学分其中实验学时：0 学时

一、课程性质、教学目标

《电动力学》是物理学专业的专业主干课。电动力学是理论物理学的一个重要组成部分，与理论力学、统计物理学和量子力学合称为四大力学。电动力学在电磁学的基础上系统介绍电磁场理论的基本概念和基本方法。课程教学内容主要涉及电磁场的基本性质、运动规律以及电磁场与带电物体之间的相互作用，对完善学生的知识体系具有重要意义。其具体的课程教学目标为：

课程教学目标1：掌握电磁运动的基本规律，加深对电磁场物质性的认识。

课程教学目标2：了解狭义相对论的时空观及有关的基本理论。

课程教学目标3：获得在本课程领域内分析和处理一些基本问题的初步能力。

课程教学目标4：为学习后继课程和独立解决实际工作中的有关问题打下必要的基础。

课程教学目标与毕业要求对应的矩阵关系

注：以关联度标识，课程与某个毕业要求的关联度可根据该课程对相应毕业要求的支撑强度来定性估计，H:表示关联度高；M表示关联度中；L表示关联度低。

二、课程教学要求

由于本课程是理论物理课程的一部份，因而在教材内容的选取上要注意与后续课程的衔接。

在电动力学课程中，讨论了如何从经典物理过度到相对论物理，因此，在介绍这些内容时重要的是要从物理上加以阐述，以使学生真正掌握狭义相对论的物理精髓，达到培养学生辨证思维的目的。

通过介绍如何把学过的数学知识用于解决物理问题，达到提高学生分析问题、解决问题的能力。

结合课程内容，加强学生的理论推导能力

三、先修课程

高等数学、矢量分析与场论、数学物理方法、电磁学。

四、课程教学重、难点

重点：

1.明确电动力学的知识结构和逻辑体系。

2.掌握各种不同条件下电磁场的空间分布和运动变化规律。

难点：

1.电动力学属理论物理范畴.其逻辑体系是以演绎推理为主线，这与普通物理电磁学有着明显的差异。从电磁学到电动力学的学习，在思维方式上应有较大的转变，这对初学理论物理的学生是一难点。

2.电动力学理论性强，全部规律高度地概括为几个数学方程式，数学不仅是描述概念、规律以及物理现象、过程的语言，同时也是进行物理思维和逻辑推理，深入挖掘物理内容的工具，熟练运用数学工具的能力尤为重要，也是一个难点。

五、课程教学方法与教学手段

讲授式

六、课程教学内容

第一章电磁现象的普遍规律（14 学时)

1．教学内容

(1)电荷和电场；

(2)电流和磁场；

(3)麦克斯韦方程组；

(4)介质的电磁性质；

(5)电磁场的边值关系；

(6)电磁场的能量；

2．重、难点提示

(1)重点在麦克斯韦方程组、电磁场能量守恒定律及边值关系；

(2)本章所列习题课时数较多，可抽出一定时数复习和介绍本课程所用的数学工具；

第二章静电场(12 学时)

1．教学内容

(1)静电场的势及其微分方程；

(2)静电场的唯一性定理；

(3)分离变量法；

(4)电像法；

(5)电多级矩；

2．重、难点提示

(1)静电场的势及其微分方程；

(2)静电问题的分离变量法和电像法、电偶极子的场及其与外场的相互作用；

第三章静磁场(4 学时)

1．教学内容

(1)矢势及其微分方程；

(2)磁偶极矩；

2．重、难点提示

(1)本章的重点是静磁场的矢势及其微分方程、磁偶极子及其与外磁场的相互作用；

第四章电磁波的传播（6 学时)

1．教学内容

(1)平面电磁波在介质中的传播平面电磁波平面电磁波在均匀介质中的传播；

(2)电磁波在导体中的传播；

(3)电磁波在波导管内的传播；

2．重、难点提示

(1)波导中的电磁波宜先分析场分布的物理图像，然后再作数学推导；

第五章电磁波的辐射(6 学时)

1．教学内容

(1)迅变电磁场的势；

(2)电偶极辐射；

2．重、难点提示

(1)本章的重点在电磁场的势和电偶极辐射；

第六章狭义相对论(14 学时)

1．教学内容

(1)狭义相对论的实验基础；

(2)狭义相对论的基本原理；

(3)狭义相对论的时空理论；

(4)相对论理论的四维形式；

(5)电动力学的四维协变形式；

(6)相对论力学；

2．重、难点提示

(1)狭义相对论的实验基础以迈克尔逊一莫雷实验为主，适当介绍一些近年新做的实验；

(2)本章的重点在狭义相对论的基本原理、洛仑兹变换、相对论的时空理论、速度变换式、质能关系式、电磁场的变换公式等；

(3)相对论力学的重点在四维动量、物体总能量、静止能量和能量-动量关系式；

七、学时分配

八、课程考核方式

1.考核方式：

笔试；闭卷

2.成绩构成

期末考试成绩+平时成绩

九、选用教材和参考书目

［1］《电动力学》（3版），郭硕鸿编，高等教育出版社，2008；

［2］《电动力学》（3版），罗春荣编，:西安交通大学出版社，2000；

［3］《电动力学教学指导》（2版），宋福编，西安交通大学出版社，2000。［4］《电动力学》（2版），蔡圣善编，复旦大学出版社，1986；

［5］《经典电动力学》（3版），杰克逊编，高等教育出版社，2004；［6］《电动力学（第3版）学习辅导书》（1版），黄迺本编，高等教育出版社，2009；

［7］《电动力学导论（翻译版原书第3版）》（1版），格里菲斯编，机械工业出版社，2014。