课程概述

《电动力学》是宏观电磁现象的经典理论,是研究电磁场的基本属性、运动规律以及电磁场与物质相互作用的一门重要基础理论课,是物理学类专业的核心课程,对培养学生掌握电磁和光现象与规律、运用所学知识处理电磁问题能力、科学研究意识与基本素养等方面具有重要作用。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”,该课程对完善学生的知识体系、培养学生的科学精神等方面,具有重要意义。    

教学目标

通过《电动力学》课程的教学,要求学生对电磁场理论的基本概念、基本原理、基本分析方法有较全面和系统的认识,并具有初步应用能力。

教学方法

秉持以学生为中心的教学理念,以促进学生自主和协作学习为导向,将知识培养、思维启迪、价值引领三者有机结合,为学习者提供了教学大纲、课程视频、电子教案、在线作业、在线讨论、在线测试等教学内容和资源。清晰的知识脉络、交互的教学方式、进阶式的学习方式、优质多样的教学资源,有效支撑学习者的在线自主学习,促进学习者的发展,提升学习者的学习效果和获得感。


证书要求

总评成绩60分以上为合格;80分上为优秀。

预备知识

《电磁学》

授课大纲

第零章  数学预备知识

数学预备知识课程视频

本章教案

第零章 作业

第1章  电磁现象的普遍规律

1-1 电荷和电场

1-2 电流和磁场

1-3 麦克斯韦方程组

1-4 介质的电磁性质

1-5 电磁场边值关系

1-6 电磁场的能量和能流

本章媒体资源

第1章 测试

第1章 作业1

第1章 作业2

第2章 静电场

2-1 静电场的标势及其微分方程

2-2 唯一性定理

2-3 分离变数法解拉普拉斯方程

2-4 镜像法

2-5 格林函数

2-6 电多极矩

第2章 测试

第2章 作业1(建议学完第3节后做)

第2章 作业2(建议学完第4节后做)

第3章 静磁场

3-1 矢势及其微分方程

3-2 磁标势

3-3 磁多极矩

3-4  阿哈罗诺夫—玻姆效应

3-5 超导体的电磁性质

第3章 测试

第3章 作业1(建议学完3-1内容后做)

第3章 作业2(建议学完3-2内容后做)

第4章 电磁波的传播

4-1 平面电磁波

4-2 电磁波在介质界面上的反射和折射

4-3 有导体存在时电磁波的传播

4-4 谐振腔

4-5 波导

第4章 测试

第4章 作业1(建议学完第4-3内容节后做)

第4章 作业2(建议学完第4-5内容节后做)

第5章 电磁波的辐射

5-1 电磁场的矢势和标势

5-2 推迟势

5-3 电偶极辐射

5-4 磁偶极辐射和电四极辐射

5-6 电磁场的动量

第5章 测试

第5章 作业1(建议学完第5-1内容节后做)

第5章 作业2(建议学完第5-4内容节后做)

第6章 狭义相对论

6-1 相对论的实验基础

6-2 狭义相对论的基本假设

6-3 狭义相对论的时空观

6-4 相对论理论的四维形式

6-5 电动力学的相对论不变性

6-6 相对论力学

第6章 测试

第6章 作业1(建议学完第6-3内容节后做)

第6章 作业2 (建议学完第6-5内容节后做)

参考资料

教材:

    《电动力学》(第三版,郭硕鸿著,高等教育出版社) 

参考书:

    《电动力学》(第二版,蔡圣善等编著,高等教育出版社)

    《Classical Electrodynamics》,   J. D. Jackson