电动力学课程论文
电动力学
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。
单位张量与矢量、 张量的点乘
I C C I C I AB AB I AB
I : AB A B
2 B A 1.计算 A B A B 2.证明 M b a c a b c 与矢量 c 垂直,即 M c 0
林斯顿。遵照他的遗嘱，不举行任何丧礼，不筑坟 墓，不立纪念碑，骨灰撒在永远对人保密的地方， 为的是不使任何地方成为圣地。 爱因斯坦的后半生一直从事寻找大统一理论的工作， 不过这项工作没有获得成功，现在大统一理论是理 论物理学研究的中心问题。 爱因斯坦是耶路撒冷希伯来大学的注册商标
§2 矢量代数与张量初步
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
对麦克斯韦方程组的几点新认识
对麦克斯韦方程组的几点新认识水悦(安徽大学物理与材料科学学院，安徽合肥 230039)摘要：经过上学期对《电动力学》和这学期《电磁场与电磁波》课程的学习，使我们认识到麦克斯韦方程组的重要性，麦克斯韦方程组是电磁理论的核心方程组，它是深刻理解好整个电磁理论的基础。
在原有学习的基础上，查阅大量资料，现从麦克斯韦方程组所蕴涵的物理简单美、对称美与统一美角度重新审视麦克斯韦方程组，并从审美的角度加深对它的理解。
最后，再结合上述分析简单探讨一下麦克斯韦方程组中所透露出的哲学思想，从学科相互渗透的角度进一步加深理解。
关键词：麦克斯韦方程组；简单美；对称美；统一美；哲学1865年，麦克斯韦在英国皇家学会上宣读了其举世瞩目的论文——《电磁场的动力学理论》，在这篇论文中，他提出了伟大的麦克斯韦方程组。
这个方程的伟大之处体现在三个方面，首先，它对电磁理论做出了正确地描述，体现了科学的“真”。
其次，利用它可以造福人类，又有“善”的一面；同时，它被誉为“19世纪最美的方程”，有人甚至称之为“像诗一样美的方程组”，可见它还是“美”的。
因此，它是“真”、“善”、“美”的统一。
同时，将物理学与哲学相结合，我们还可以看到麦克斯韦方程组所蕴含着的哲学规律，这正是学科间的相互渗透，作为一名理科学生，也同样很值得我们仔细去思考、去品味。
1 麦克斯韦方程组的美1.1 简单美麦克斯韦方程组在历史上的建立过程非常复杂，但它的逻辑基础却很简单。
它是由麦克斯韦在3个基本电磁实验定律(库仑定律、毕奥一萨伐尔定律、法拉第电磁感应定律)的基础上，引出涡旋电场与位移电流的2个假设，并将这些定律与假设加以整合与推广而得到。
由库仑定律与毕奥一萨伐尔定律可以导出静态场的麦克斯韦方程组，而动态场的麦克斯韦方程组是在此基础上作了两个重大改进。
第一个改进是从法拉第电磁感应定律出发，可以得出处于变化磁场中的导体会产生感应电场，麦克斯韦进一步将它推广，认为只要有变化的磁场就会产生感应电场，并将它称为涡旋电场，涡旋电场的产生与是否存在导体无关，只不过有导体存在时，在涡旋电场的作用下会产生涡旋电流。
电动力学课程论文
电动力学课程论文摘要：本文旨在对电磁场的普遍理论及静电磁场作一个总结，并加以提炼。
其中部分证明和求解是我自己所作。
电磁场的普遍理论在牛顿的经典力学中，质点间的相互作用是通过势能来描述的，这意味着认为相互作用力传递是超距的，其基础是伽利略变换。
但是在电磁理论中，假想空间某处有一电荷，与它相距很远处有另一电荷，两电荷间存在相互作用。
设想这边的电荷有一个微小的扰动，远处的电荷会过一段时间后才产生扰动，这说明相互作用是具有一定的速度传播的，并且这个速度有限，这与牛顿的超距作用观点是不相容的。
所以引入场来描述相互作用，这是为了克服超距作用。
既然现在认为相互作用是以有限速度传递的，那么自然界应该存在一个速度量值V,它应是所有相互作用速度的上限，而且V 不依赖于参考系的选取（若V 依赖于参考系的选取，那么在某一固定参考系中，V 会是无穷大）。
这个V 称为最大相互作用速度，它是一个普适常数。
后面将会证明，这个最大相互作用速度就是真空中的光速c 。
如果我们承认最大相互作用速度的存在，那么经典力学就是物体的宏观速度远小于V （低速运动）时的一个近似理论。
由于速度远小于V ，经典力学已经是十分的准确了。
因此，在经典力学中，可以将V 设为无穷大，并允许引入势能的概念，实际上并不影响结果的准确性。
在静电学和静磁学的基本公式，库仑定律与毕奥-萨伐尔定律中出现两个常数ε，0μ，这两个常数的组合1具有速度的量纲，而且这个值是8m 2.9977610 s⨯，这与真空中的光速一致。
在静场中测出的常数经过组合会得到光速，这绝不是一种巧合。
真空中电磁场的齐次波动方程：{2200222002t t∂E ∇E-με=0∂∂B ∇B -με=0∂ 确实是一个真实物质的速度，即电磁波在真空中的传播速度，因为波动方程的导出是没有取定哪个参考系的，而且两个常数的组合也未取定哪个参考系，也就是说，在任何参考系中速度都是，所以它是一个普适常数，并且应该是上面提到的最大相互作用速度V ，这就证明了光速c 就是最大相互作用速度。
《电动力学》课程思政建设方案
《电动力学》课程思政建设方案一、体系化设计通过本课程的学习，使学生达成以下学习目标：1.【学科知识】掌握物理学的基础知识、基本理论和基本技能。
理解物理学知识结构体系的基本思想。
了解物理学科的发展历史、前沿动态以及应用前景。
2.【教研能力】具备开展教学研究能力。
根据中学教学遇到的实际困难，提出科学问题，开展初步研究，获得解决问题办法或改进教学的方案。
3.【反思能力】系统进行批判性思维方法和反思技能训练，学会基于质疑、求证、判断进行独立思考。
初步掌握反思方法和技能，具有创新意识，学会读书笔记、课堂观察、知识总结、调研报告、小论文等内容形式的反思方法与技能。
基于以上毕业要求，结合本课程的课程特点，针对不同章节的教学内容，总体设计了课程中的课程思政体系：二、实现方式（一）思政元素融入课堂教学1.结合课程特点融入思政元素讲解电磁场的物质性的时候，对于物质的理解可以结合哲学思想，讲解哲学中的物质概念，树立学生辦证唯物主义世界观，理解物质的概念，然后对电磁场的物质性开展分析，体现物质的性质．可以结合电磁场能量和动量的概念，体现物质的基本属性，结合能量守恒和动量守恒定律分析．这些物质的概念体现哲学意义，也有助于理解电磁场的物质性。
2.结合国家成就提升爱国热情和民族自豪感（1）天眼工程探测宇宙射电波，射电波段是电磁波的一个频段，天眼工程实质就是一个接收天线，符合电磁波辐射场的天线辐射理论，体现了我国科技成就和制造业能力．射电波的宇宙探测是天文学研究的热点方向，天线的设计体现先进的设计理念和制作工艺。
（2）5G网络成就网络信号系统体现电磁波传播理论，电磁信号传输和编码的理论基础。
目前我国5G 网络研发己经处于世界领先，掌握5C，专利数量也是最多的，体现了我们国家在网络传输领域的巨大成就。
（3）北斗导航系统我们国家自主研发的北斗导航系统，体现卫星发射技术和导航技术．导航系统的信号传输体现和定位计算，运用电磁波发射、传播和接收等，还有相对论计算消除定位误差。
电动力学课程论文
《电动力学》课程论文--《电磁波在矩形、圆形波导的传播》物理学院 2012012782 徐进朋论文摘要：课程在讨论电磁波在矩形波导的传播问题和特性，但是实际中圆形波导得到广泛应用，论文中由电磁波在矩形波导中传播的推演过程和方法，推导出圆形波导的问题，由于自身能力的问题，只能给出圆形金属波导的情况，对于圆形介质波导的情况未给出推导。
关键词：电磁波、波导、电磁场分布一．高频电磁能量的传输近代无线电技术如雷达、电视盒定向通信等都广泛地应用到高频电磁波，因此，需要研究高频电磁能量的传输问题。
高频电磁能量的传输与低频相比有着显著不同的特点。
在高频情况下，场的波动性显著，集中的电容、电感等概念不能使用，而且整个电路上的电流不再是一个与位置x无关的量，而是和电磁场相应地具有波动性质，此外，电压的概念也失去确切得意义。
因此，在高频情况下，电路方程逐渐失效，我们必须直接研究场合电路上的电荷电流的相互作用，解出电磁场，然后解决传输问题。
低频电力系统常用双线传输。
频率变高时，为了避免电磁波向外辐射的损耗和避免周围的干扰，可以改用同轴传输线。
当频率更高时，内导线的焦耳损耗以及介质中的热损耗变得的严重，这时需要用波导代替同轴传输线。
波导是一根空心金属管，截面通常为矩形或圆形。
波导传输适用于微波范围。
二．波导模型1． 矩形波导在截面边长为和b ,以金属为管壁的矩形波导内,沿z 方向传播的波为)(1sin cos E t k i y x x z ye k x k A ω-= (1) )(2cos sin t z k i y x y z ye k x k A E ω-= (2) )(3sin sin t z k i y x z z ye k x k A E ω-= (3) a m k x /π= b n k y /π= ⋅⋅⋅=2,1,0,n m (4)可见,对每一组m,n 值,波导内有两种独立波模.1．由式和式可推知,在波导内只能传播横电波(TE 波)或横磁波(TM 波), 不能传播TEM 波；2．因)()/(222y x z k k c k +-=ω必须为实数,故最低频率(截止频率)为22,)/()/(b n a m c mn c +=πω (5)3．由0/2/λπω==c k , 0λ是频率为ω的波在自由空间中的波长,而k k z <,故波导内的波长λ,相速度p ν和群速度g ν为:02λπλ>=z k , c k z p >=ων, c dk d zg <=ων (6) 4．10TE 波的电磁场和管壁电流当m=1,n=0时，a k x /π=，0=y k .对TE 波有0=z E ，因而03=A .01=A ，则02H ai A πωμ=(7)10TE 波的电磁场：axH H z πcos0= (8)axH ai E y ππωμsin0=(9) axH aik H z x ππsin0-= (10)0===y z x H E E (11)式中只有一个待定常数0H ，它是波导内10TE 波的z H 振幅，其值有激发功率确定。
哈密顿算符运算基本知识
x2
(h3 A3 )
x3
(h2 A2 )
e2 h1h3
x3
(h1 A1)
x1
(h3 A3 )
e3 h1h2
x1
(h2 A2 )
x2
(h1 A1)
2
1 h1h2h3
x1
( h2h3 h1
)
x1
x2
( h3h1 h2
x2
)
x3
( h1h2 h3
x3
)
其中 e1, e2 , e3 为正交曲线坐标系的基矢；
(x1, x2 , x3 )
是一个标量函数；
(量函2 A数)A2，e2只A有((x在12,Ax笛)23,卡ex33儿)，坐在A标其1e系1它中正A，2交e2坐2A标A3系(e3中2是A)一1 e个1 矢
(2 A)i 2 Ai
3、不同坐标系中的微分表达式
z
ez
p ey ex
(x,y,z)
hi
( x )2 ( y )2 ( z )2
xi
xi
xi
(i 1,2,3)
称度量系数（或拉梅系数），正交坐标系完全由三 个拉梅系数h1, h2, h3来描述。 2、哈密顿算符 、梯度、散度、旋度及拉普拉斯算 符 2 在正交曲线坐标系下的一般表达式
e1
1 h1
x1
e2
1 h2
x2
e3
1 h3
x3
e1
1 h1
x1
e2
1 h2
x2
e3
1 h3
x3
A
1 h1h2 h3
x1
(h2 h3 A1 )
x2
(h3h1 A2 )
x3
爱因斯坦故事(甄选15篇)
爱因斯坦故事(甄选15篇）爱因斯坦故事（1）在一个深夜里，星光暗淡，我独自坐在沙发上，把爱因斯坦的故事这篇文章读完之后，我对爱因斯坦充满了兴趣。
爱因斯坦的故事主要讲了爱因斯坦小时候非常愚蠢，可是他的叔叔给他出了一道题，为了这道题整整三个都睡不好，吃饭没味道，一有时间就坐在小桌旁，他努力思考终于知道结果了他证明这道题得到叔叔得夸奖。
他16岁那年，向同学们出了一道题，结果谁都不知道题的结果，连他也不知道结果，真是笨鸟先飞。
可是他认真学习，努力思考，不懂就问，后来当上了物理学家。
这篇文章就让我联想到我小时候，有一天，妈妈出了一道题给我做，那道题实在太难了，我一直想都不会，因为我努力思考终于得到结果了，162-68= 94，经过这件事之后，我要认真思考，取得好成绩。
爱因斯坦故事（2）“天生我才必有用”我觉得这句话对爱因斯坦很有用，因为，在这个故事里，爱因斯坦他一出生就和普通的小孩一样而已，甚至还有一些迟钝呢，并不像有些人说他一出生就是一个天才来的，他从小就究根问底，很善于思考，会提出一些奇奇怪怪的问题，他不耻下问，就是他那不耻下问的精神让我感到惊奇，他就因这个道理才成名，所以他并不是一出生就是个天才来的。
我读了这片文章的第五自然段，因为，爱因斯坦他茶饭不思的去想叔叔给他的一个问题，过了三个星期以后终于给爱因斯坦他想出了答案来了，其实爱因斯坦3到16岁之间有个故事，就是：“爱因斯坦3岁时还不会说话，甚至还有些迟钝，连老师都说他笨了，12岁那年，爱因斯坦的某一个叔叔给他出了一个问题，就是AB1+CB1=AC2这是一个勾股定理，然后爱因斯坦就被这个问题吸引住了，弄的他3个星期都茶饭不思，就是因为他究根问底才找了出答案来了，最后他的叔叔还赞扬了他，16岁那年他在班了提了一个奇怪了问题，“我门人可以跟着光一起跑吗?班里的人一个人都不会，而且连爱因斯坦和老师都不会，然而爱因斯坦就被同学们笑了，这就成的“讽刺”爱因斯坦还是究根问底，最后他才知道原来我们人是没可能快过光的。
电动力学
基地拓展训练子课题
分子反应动力学是在分子和原子的水平上观察和研究化学 反应的最基本过程——分子碰撞；从中揭示出化学反应的 基本规律，使人们能从微观角度直接了解并掌握化学反应 的本质。
准经典轨线法的基本思想是，将A、B、C三个原子都近似 看作是经典力学的质点，通过考察它们的坐标和动量(广义 坐标和广义动量)随时间的变化情况，就能知道原子之间是 否发生了重新组合，即是否发生了化学反应，以及碰撞前 后各原子或分子所处的能量状态。通过计算各种不同碰撞 条件下原子间的组合情况，并对所有结果作统计平均，就 可以获得能够和宏观实验数据相比较的理论动力学参数。
《电动力学》授课计划表
《电动力学》授课计划表
——2015-2016学年第1学期
本学期上课18周（包括国庆节放假1周） 实际讲课17周，共34讲
《电动力学》授课计划表
《电动力学》授课计划表
绪论
《电动力学》课程考试办法：
⑴ 闭卷笔试 ⑵ 课堂学习 ⑶ 课下作业 (4) 小论文
占 70%； 占10%； 占10%； 占 10%。
绪论
小论文要求： (1) 格式正确，具体格式要求同中文核心期刊正式论
文； (2) 内容新颖、充实，经过自己的独立思考； (3) 严禁从网络上直接下载，严禁互相抄袭； (4) 与自然科学密切相关，与物理学相关； (5) 论文书写用时应在10课时以上，字数应在5K+； (6) 若10月10日补课，安排宣讲小论文; (7) 2015年12月31日前网上提交小论文。
基地拓展训练子课题
具体训练内容和计划安排如下：
（1）阅读相关资料，理解势能面的概念；通过分析势能面的结 构形状，理解插入反应和取代反应。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电动力学课程论文
——麦克斯韦方程组
物理四班
张秋红
2011012658
麦克斯韦方程组
我们都知道，电动力学是研究电磁现象的经典的动力学理论，它主要研究电磁场的基本属性、运动规律以及电磁场和带电物质的相互作用。
由这可知，电动力学中最重要的就是对电场和磁场的规律研究，进而总结出性质，方程等等。
而电动力学中解释电磁现象的基本规律的理论，就是麦克斯韦方程组。
在这里，我将阐述麦克斯韦方程组的建立和内容，发现过程，以及麦克斯韦方程组的应用和意义。
同所有方程和规律的建立过程一样，麦克斯韦方程组的建立并不是一蹴而就的，他也是也是由特殊到一般、由现象到本质逐步深入而建立而成的。
一，建立和内容
要说一个理论的建立，就不得不提理论的建立者。
麦克斯韦方程组的建立者，是英国物理学家詹姆斯·麦克斯韦。
提到麦克斯韦，我们就会想到电磁波，就像提到牛顿我们就会想到万有引力一样。
事实上，麦克斯韦是从牛顿到爱因斯坦这一整个阶段中最伟大的理论物理学家，经典电磁理论的创始人。
麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究。
他建立的电磁场理论，将电学、磁学、光学统一起来，是19世纪物理学发展的最光辉的成果，是科学史上最伟大的综合之一。
麦克斯韦被普遍认为是继法拉第以后，集电磁学大成的物理学家，他对基础自然科学的贡献仅次于艾萨克·牛顿。
麦克斯韦方程组是麦克斯韦在库仑定律、安培定律、毕奥—萨伐尔定律、法拉第电磁感应定律以及由它们推证出的高斯定理、安培环路定理的基础上进行分析、推理、概括和提高的成果。
他是一组描述电场、磁场与电荷密度、电流密度之间关系的偏微分方程。
它由四个方程组成：描述电荷如何产生电场的高斯定律、论述磁单极子不存在的高斯磁定律、描述电流和时变电场怎样产生磁场的麦克斯韦-安培定律、描述时变磁场如何产生电场的法拉第感应定律。
即描述了电场和磁场的性质以及变化的电磁场相互激化的规律。
麦克斯韦方程组的形式，一般有两种，积分形式和微分形式。
积分形式
微分形式
其实，麦克斯韦最初形式的方程组由20个等式和20个变量组成。
他曾尝试用四元数来表达，可是并没有成功。
现在所使用的数学形式
是奥利弗·赫维赛德和约西亚·吉布斯于1884年以矢量分析的形式重新表达的。
二，建立过程
十九世纪中期的时候，电与磁的发展已经很好。
关于电磁现象的三个最基本的实验定律：库仑定律，安培—毕奥—萨伐尔定律，法拉第定律已被人总结出来，这些都是当时伟大的物理学创举，正是这些创举，使人们从牛顿的“超距束缚”的迷蒙中走出，接受了电磁相互作用是“近距作用”这一思想。
这些定律为麦克斯韦方程组的建立提供了理论基础，麦克斯韦在充分总结了前人的理论，并创造性地把数学分析方法带进了电磁学的研究领域，由此导致麦克斯韦电磁理论的诞生。
麦克斯韦首先从论述力线着手，初步建立起电与磁之间的数学关系。
1855年，他发表了第一篇电磁学论文《论法拉第的力线》。
在这篇论文中，用数学语言表述了法拉第的电紧张态和力线概念，引进了感生电场概念，推导出了感生电场与变化磁场的关系。
1862年他发表了第二篇论文《论物理力线》，不但进一步发展了法拉第的思想，扩充到磁场变化产生电场，而且得到了新的结果：电场变化产生磁场。
由此预言了电磁波的存在，并证明了这种波的速度等于光速，揭示了光的电磁本质。
这篇文章包括了麦克斯韦电磁理论研究的主要成果。
1864年他的第三篇论文《电磁场的动力学理论》，从几个基本实验事实出发，运用场论的观点，引进了位移电流概念，按照电磁学的
基本原理(高斯定理、电荷守恒定律)推导出全电流定理，最后建立起电磁场的基本方程。
麦克斯韦在总结库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、法拉第等前人的一系列发现和实验成果的基础上,结合自己提出的涡旋电场和位移电流的概念，建立了第一个完整的电磁理论体系——麦克斯韦方程组。
三，麦克斯韦方程组的应用
我一直强调，麦克斯韦方程组是电磁学是非常重要的存在，重要到，若没有麦克斯韦方程组，电磁学的发展也许会倒退很多年。
那么，为什么说他是电磁学中最核心的部分呢？他用于那些方面呢？
其实，麦克斯韦方程组在电磁学中的地位，如同牛顿运动定律在力学中的地位一样。
他的应用几乎含括了电磁应用的每一个方面。
首先，我们来看看麦克斯韦方程组的表述：
（1）电场强度的旋度等于该点处磁感强度变化率的负值；
（2）磁场强度的旋度等于该点处传导电流密度与位移电流密度的矢量和；
（3）电位移的散度等于该点处自由电荷的体密度；
（4）磁感强度的散度处处等于零。
由上面可以看出，麦克斯韦方程组是解决电磁场感应强度和长枪的方程组。
只要给定源分布（即给定电荷的分布及其运动状态）以及初始条件和边界条件，在理论上，麦克斯韦方程组就可以唯一地确定
电磁场在以后任何时刻的状态。
那么，我们就能由麦克斯韦方程解决很多问题：
（1）由麦氏方程组可导出电荷守恒定律；
（2）由麦克斯韦方程组可导出电磁场波动方程；
（3）由麦氏方程组可导出电场的能量密度,定义电磁波传播的能流密度等。
四，麦克斯韦方程组建立的意义
麦克斯韦方程组的建立使宏观的电磁理论达到了十分完善的地步，他全面总结了电磁学研究的成果，归纳推理确立电磁感应的本质，应用类比推理引入位移电流假说，并且假言推理预言电磁波的存在，而且揭示了光、电、磁现象的内在联系及统一性，完成了物理学的又一次大综合。
他的理论成果为现代无线电电子工业奠定了理论基础，麦克斯韦方程组不仅揭示了电磁场的运动规律,更揭示了电磁场可以独立于电荷之外单独存在。
麦克斯韦方程组以高度抽象的数学形式把电场和磁场完全统一
起来，实际上起了电磁运动方程的作用，用来求解电磁场问题。
麦克斯韦方程组的建立，标志着电磁研究进入了一个新的发展阶段，为以后电磁学的理论研究产生了重大的意义。