电动力学课程介绍
发布时间: 2011-08-30   浏览次数: 897

电动力学课程介绍

 ⇒  电磁理论的发展过程

1785 库仑定律 (Coulomb)
1800 电池发明 (Volta)
1820 电流导致罗盘偏转 (Oersted)
1825 电流产生磁场 (Ampere)
1827 电导(电阻) (Ohm)
1827 电马达 (Henry)
1831 电磁感应 (Faraday)
1864 电磁场方程 (Maxwell)
1887 电磁波 (Hertz)
1897 电子的发现 (Thomson)
1905 狭义相对论(Einstein)
1949 量子电动力学
1967 弱电统一(Glashow, Weinberg, Salam)

 ⇒  本课程的基本内容

电磁学-从实验事实出发总结出电磁理论的基本原理-Maxwell方程;电动力学-从Maxwell方程出发,掌握处理各类电磁现象的基本方法。
电动力学是理论物理学的一个重要组成部分,与经典力学、统计物理学和量子力学合称四大力学。电动力学主要研究电磁场的基本性质、运动规律以及电磁场与带电物体之间的相互作用。电动力学在电磁学的基础上系统的介绍电磁场理论的基本概念和基本方法。
本课程主要介绍库仑定律、安培定律、法拉第定律、真空和介质中的麦克斯韦方程组、洛仑兹力、电磁性质的本构关系、边界条件、电磁场的能量守恒定律、电磁场的动量守恒定律、静电问题、导体静电学、电介质静电学、唯一性定理、镜象法、特解法、格林函数法、多极矩法及其与外场的相互作用、静磁场的基本方程、稳定电流分布、磁偶极子、磁介质中的磁场等基本概念和基本方法、电磁波在非导电介质中的传播、电磁波的偏振、电磁波在导电介质中的传播、各向异性介质中的单色平面波、电磁波在介面上的反射和折射、全反射和负折射、波导管中的场方程和边界条件、矩形波导、圆柱形波导和谐振腔、爱因斯坦的基本假设、洛仑兹变换、相对论时空性质、物理规律协变性的数学形式、麦克斯韦方程的协变形式、电磁场的不变量、相对论力学、推迟势、多极辐射、李纳-维谢尔势、运动带电粒子的电磁场和电磁波的散射和衍射等基本内容。
通过电动力学的学习,使学生了解并掌握电磁场理论的实验基础、基本概念和基本理论方法,掌握求解电磁场的基本计算方法和技巧,学会科学的思维方法,初步具备分析和解决和电磁场有关的物理问题的能力。

 ⇒  内容及结构主线

 1)Maxwell方程; 2)守恒律  - 从理论物理的角度看电磁理论基本规律
 3)+ 4) 静电基本规律,归结为一个有边界条件下的数学问题 (电、0频)
 5)静磁问题 – 与静电问题相互呼应(难度略增,矢势,仍为0频)
 6)准静态问题(似稳场)- 频率开始为非0(<GHz),但仍可以忽略辐射效应
 8)电磁波 – 完整的Maxwell方程,频率进一步增加(红外、可见光)
 9)波导、12)辐射 – 电磁波理论的基本应用
 11)相对论电动力学 – 给出电磁波所满足的时空变换