电动力学 电磁场中带电粒子的拉格朗日量和哈密顿量
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《电动力学》教学大纲课程名称:电动力学课程编号:073132003总学时:54学时适应对象:科学教育(本科)专业一、教学目的与任务教学目的:电动力学是物理学本科专业开设的一门理论课程,是物理学理论的一个重要组成部分。
通过对本课程的学习,(1)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;(2)获得本课程领域内分析和处理一些基本问题的能力,为解决实际问题打下基础;(3)通过对电磁场运动规律和狭义相对论的学习,更深刻领会电磁场的物质性。
教学任务:本课程主要阐述宏观电磁场理论。
第一章主要分析各个实验规律,从其中总结出电磁场的普遍规律,建立麦克斯韦方程组和洛仑兹力公式。
第二、三章讨论恒定电磁场问题,着重讲解恒定场的基本性质和求解电场和磁场问题的基本方法。
第四章讨论电磁波的传播,包括无界空间中电磁波的性质、界面上的反射、折射和有界空间中电磁波问题。
第五章讨论电磁波的辐射,介绍一般情况下势的概念和辐射电磁场的计算方法。
第六章狭义相对论,首先引入相对论时空观,由协变性要求把电动力学基本方程表示为四维形式,并得出电磁场量在不同参考系间的变换。
二、教学基本要求通过本课程的教学,使学生了解电磁场的基本性质、运动规律以及与物质的相互作用。
掌握求解恒定电磁场的基本方法;掌握电磁波在无界和有界空间的传播规律;掌握一般情况下势的概念和求解电偶极辐射,理解相对论的时空理论;掌握电磁场量的四维形式和电动力学规律的四维形式,加深对电动力学规律的认识。
三、教学内容及要求绪论矢量场分析初步第一章电磁现象的普遍规律第一节引言及数学准备第二节电荷和电场第三节电流和磁场第四节麦克斯韦方程第五节介质的电磁性质第六节电磁场的边值关系第七节电磁场能量和能流教学重点:电磁场的普遍规律,麦克斯韦方程组,电磁场的边值关系。
教学难点:位移电流概念,能量守恒定律的普遍式。
本章教学要求:通过本章学习,要使学生了解各实验定律及其意义,掌握电磁场散度、旋度的计算方法及意义,理解麦克斯韦方程的重要意义和地位,以及积分和微分形式的麦克斯韦方程适用的范围。