《电动力学》课程教学大纲

一、课程信息

(一)基本信息

课程号:19000170

课程中文名称:电动力学

课程英文名称:Electrodynamics

周学时:3

学  分:3

先修课程: 光学,电磁学,数学物理方法

建议教材:《电动力学》(第三版),郭硕鸿,高等教育出版社

参考资料:(书籍、文献、网站信息等)

  1. 尹真,电动力学(第二版),科学出版社

  2. J. D. Jackson, Classical Electrodynamics(第版),高等教育出版社

  3. 季家镕,高等光学教程,科学出版社

  4. J. A. Kong著,吴秀等译,电磁波理论,电子工业出版社


(二)内容简介>300字)

本课程主要阐述宏观电磁场理论。首先分析电学与磁学的各个实验定律,总结出电磁场的普遍规律,建立麦克斯韦方程组,电磁场需满足的边界条件以及洛伦兹力公式;接着针对恒定电磁场问题,说明恒定场的基本性质和求解电场和磁场问题的一些基本方法(主要为三种:分离变量求解拉普拉斯方程,镜像法,和格林函数方法);然后重点讨论电磁波的传播和辐射,包括自由空间的电磁波的性质、界面上的反射折射以及金属中的电磁波的传播问题,在介绍金属波导和谐振腔的之后进一步拓展至光波导和等离激元的概念;介绍一般情况下势的概念、势满足方程和解的形式,介绍辐射电磁场的计算(含电偶极、磁偶极和电四极辐射),以及电磁波衍射的计算方法。最后一章从电动力学的参考系问题引入相对论时空观,由物理规律对惯性参考系协变的要求吧电动力学的基本方程表为四维形式,到处电磁场量在不同参考系间的变换,并说明相对论力学的基本概念。


(三)内容简介(英文)(可选)


二、教学目标和学习要求(通过此课程学习,学生应该掌握的知识或者能力)

通过本课程的学习,使学生掌握电磁场的基本规律,加深对电磁场性质和时空概念的理解,学会分析和处理一些基本问题的能力,为以后解决实际问题打下基础。具体来说有:静电场静磁场应满足的方程形式和解的特性,不同介质存在时的电场与磁场的分布特性;平面电磁波传播的规律及在介质界面的反射折射定律,金属、等离子体、以及各类波导中电磁波的传播性质;电磁辐射的基本规律和性质以及衍射和干涉效应;狭义相对论的时空观,电磁场满足的四维协变性以及相对论力学的基本概念。


三、其他(其他教师认为学生应该知晓的事项)

电动力学突出了“势”的概念,这也是区分于电磁学教学的一个重点。另外,电动力学课程的逻辑性很强,静态场的内容是围绕拉普拉斯和泊松方程展开,电磁波的部分则围绕亥姆霍茨方程展开,学生应该具有良好的微分方程求解的基础。