《電動力學(xué)》課程教學(xué)大綱

第頁《電動力學(xué)》課程教學(xué)大綱課程名稱：電動力學(xué)

課程類別：專業(yè)必修課適用專業(yè)：物理學(xué)

考核方式：考試

總學(xué)時、學(xué)分：

56

學(xué)時

3.5學(xué)分

其中實驗學(xué)時：

0

學(xué)時一、

課程性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)《電動力學(xué)》是物理學(xué)專業(yè)的專業(yè)主干課。電動力學(xué)是理論物理學(xué)的一個重要組成部分，與理論力學(xué)、統(tǒng)計物理學(xué)和量子力學(xué)合稱為四大力學(xué)。電動力學(xué)在電磁學(xué)的基礎(chǔ)上系統(tǒng)介紹電磁場理論的基本概念和基本方法。課程教學(xué)內(nèi)容主要涉及電磁場的基本性質(zhì)、運動規(guī)律以及電磁場與帶電物體之間的相互作用，對完善學(xué)生的知識體系具有重要意義。其具體的課程教學(xué)目標(biāo)為：課程教學(xué)目標(biāo)1：掌握電磁運動的基本規(guī)律，加深對電磁場物質(zhì)性的認(rèn)識。課程教學(xué)目標(biāo)2：了解狹義相對論的時空觀及有關(guān)的基本理論。課程教學(xué)目標(biāo)3：獲得在本課程領(lǐng)域內(nèi)分析和處理一些基本問題的初步能力。課程教學(xué)目標(biāo)4：為學(xué)習(xí)后繼課程和獨立解決實際工作中的有關(guān)問題打下必要的基礎(chǔ)。課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求對應(yīng)的矩陣關(guān)系教學(xué)目標(biāo)畢業(yè)要求123456789教學(xué)目標(biāo)1

HM

教學(xué)目標(biāo)2LLHM

LL

教學(xué)目標(biāo)2

HM

教學(xué)目標(biāo)4

HM

注：以關(guān)聯(lián)度標(biāo)識，課程與某個畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度可根據(jù)該課程對相應(yīng)畢業(yè)要求的支撐強(qiáng)度來定性估計，H:表示關(guān)聯(lián)度高；M表示關(guān)聯(lián)度中；L表示關(guān)聯(lián)度低。二、

課程教學(xué)要求由于本課程是理論物理課程的一部份，因而在教材內(nèi)容的選取上要注意與后續(xù)課程的銜接。在電動力學(xué)課程中，討論了如何從經(jīng)典物理過度到相對論物理，因此，在介紹這些內(nèi)容時重要的是要從物理上加以闡述，以使學(xué)生真正掌握狹義相對論的物理精髓，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生辨證思維的目的。通過介紹如何把學(xué)過的數(shù)學(xué)知識用于解決物理問題，達(dá)到提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。結(jié)合課程內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)生的理論推導(dǎo)能力三、

先修課程高等數(shù)學(xué)、矢量分析與場論、數(shù)學(xué)物理方法、電磁學(xué)。四、

課程教學(xué)重、難點重點：1.明確電動力學(xué)的知識結(jié)構(gòu)和邏輯體系。2.掌握各種不同條件下電磁場的空間分布和運動變化規(guī)律。難點：1.電動力學(xué)屬理論物理范疇.其邏輯體系是以演繹推理為主線，這與普通物理電磁學(xué)有著明顯的差異。從電磁學(xué)到電動力學(xué)的學(xué)習(xí)，在思維方式上應(yīng)有較大的轉(zhuǎn)變，這對初學(xué)理論物理的學(xué)生是一難點。2.電動力學(xué)理論性強(qiáng)，全部規(guī)律高度地概括為幾個數(shù)學(xué)方程式，數(shù)學(xué)不僅是描述概念、規(guī)律以及物理現(xiàn)象、過程的語言，同時也是進(jìn)行物理思維和邏輯推理，深入挖掘物理內(nèi)容的工具，熟練運用數(shù)學(xué)工具的能力尤為重要，也是一個難點。五、

課程教學(xué)方法與教學(xué)手段講授式六、

課程教學(xué)內(nèi)容第一章電磁現(xiàn)象的普遍規(guī)律（14學(xué)時)1．教學(xué)內(nèi)容(1)電荷和電場；(2)電流和磁場；(3)麥克斯韋方程組；(4)介質(zhì)的電磁性質(zhì)；(5)電磁場的邊值關(guān)系；(6)電磁場的能量；2．重、難點提示(1)重點在麥克斯韋方程組、電磁場能量守恒定律及邊值關(guān)系；(2)本章所列習(xí)題課時數(shù)較多，可抽出一定時數(shù)復(fù)習(xí)和介紹本課程所用的數(shù)學(xué)工具；第二章靜電場(12學(xué)時)

1．教學(xué)內(nèi)容(1)靜電場的勢及其微分方程；(2)靜電場的唯一性定理；(3)分離變量法；(4)電像法；(5)電多級矩；2．重、難點提示(1)靜電場的勢及其微分方程；(2)靜電問題的分離變量法和電像法、電偶極子的場及其與外場的相互作用；第三章靜磁場(4學(xué)時)1．教學(xué)內(nèi)容(1)矢勢及其微分方程；(2)磁偶極矩；2．重、難點提示(1)本章的重點是靜磁場的矢勢及其微分方程、磁偶極子及其與外磁場的相互作用；第四章電磁波的傳播（6學(xué)時)1．教學(xué)內(nèi)容(1)平面電磁波在介質(zhì)中的傳播平面電磁波平面電磁波在均勻介質(zhì)中的傳播；(2)電磁波在導(dǎo)體中的傳播；(3)電磁波在波導(dǎo)管內(nèi)的傳播；2．重、難點提示(1)波導(dǎo)中的電磁波宜先分析場分布的物理圖像，然后再作數(shù)學(xué)推導(dǎo)；第五章電磁波的輻射(6學(xué)時)1．教學(xué)內(nèi)容(1)迅變電磁場的勢；(2)電偶極輻射；2．重、難點提示(1)本章的重點在電磁場的勢和電偶極輻射；第六章狹義相對論(14學(xué)時)1．教學(xué)內(nèi)容(1)狹義相對論的實驗基礎(chǔ)；(2)狹義相對論的基本原理；(3)狹義相對論的時空理論；(4)相對論理論的四維形式；(5)電動力學(xué)的四維協(xié)變形式；(6)相對論力學(xué)；2．重、難點提示(1)狹義相對論的實驗基礎(chǔ)以邁克爾遜一莫雷實驗為主，適當(dāng)介紹一些近年新做的實驗；(2)本章的重點在狹義相對論的基本原理、洛侖茲變換、相對論的時空理論、速度變換式、質(zhì)能關(guān)系式、電磁場的變換公式等；(3)相對論力學(xué)的重點在四維動量、物體總能量、靜止能量和能量-動量關(guān)系式；七、學(xué)時分配章目教學(xué)內(nèi)容教學(xué)環(huán)節(jié)理論教學(xué)學(xué)時實驗教學(xué)學(xué)時一電磁現(xiàn)象的普遍規(guī)律140二靜電場120三靜磁場40四電磁波的傳播60五電磁波的輻射60六狹義相對論140總計

560八、

課程考核方式1.考核方式：筆試；閉卷2.成績構(gòu)成

期末考試成績+平時成績九、選用教材和參考書目［1］《電動力學(xué)》（3版），郭碩鴻編，高等教育出版社，2008；［2］《電動力學(xué)》（3版），羅春榮編，:西安交通大學(xué)出版社，2000；［3］《電動力學(xué)教學(xué)指導(dǎo)》（2版），宋福編，西安交通大學(xué)出版社，2000。［4］《電動力學(xué)》（2版），蔡圣善編，復(fù)旦大學(xué)出版社，1986；［5］《經(jīng)典電