清华大学张斌电动力学1资料
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电动⼒学电动⼒学第⼀章静电场⼀、考核知识点1、真空与介质中静电场场⽅程,场的性质、物理特征。
2、电场的边值关系、在两种介质分界⾯上电场的跃变性质。
3、由场⽅程、边值关系,通过电荷分布确定场分布及极化电荷的分布。
4、静电场的势描述。
由势分布确定场分布、荷分布;通过静电势的定解问题,确定静电势的分布、场分布及介质极化性质的讨论。
⼆、考核要求(⼀)、场⽅程、场的确定1、场⽅程,场的边值关系,体、⾯极化电荷密度的确定式等规律的推导。
2、识记:(1)、真空与介质静电场⽅程。
(2)、电场的边值关系。
(3)、体、⾯极化电荷密度的确定式。
3、领会与理解:(1)、静电场的物理特征。
12(2)、P D E ,,与电荷的关系,⼒线分布的区别与联系。
(3)、在介质分界⾯上场的跃变性质。
4、应⽤:通过对称性分析,运⽤静电场的⾼斯定理确定场,讨论介质的极化,正确地由电荷分布画出场的⼒线分布。
(⼆)、静电势1、静电势⽅程、边值关系的推导。
2、识记:静电势的积分表述、势⽅程、势的边值关系、势的边界条件、唯⼀性定理。
3、领会与理解:势的边值关系与边界条件,荷、势与场的关系,解的维数的确定,电像法的指导思想与像电荷的确定。
4、应⽤:求解静电势定解问题的⽅法(分离变量法、电像法)的掌握及应⽤,求解的准确性,场的特征分析及由势对介质极化问题的讨论。
第⼆章稳恒磁场⼀、考核知识点1、电荷守恒定律。
2、稳恒磁场场⽅程,场的性质特点。
3、由场⽅程,通过流分布确定场分布与磁化流。
4、磁场的边值关系。
5、稳恒磁场的⽮势。
6、由磁标势法确定场。
3⼆、考试要求1、规律的推导:真空、介质中稳恒磁场场⽅程,电荷守恒定律的微分表述,体、⾯磁化电流密度的确定式,磁场的边值关系,⽮势⽅程及其积分解,磁标势⽅程和边值关系等。
2、识记:电荷守恒定律,稳恒磁场场⽅程,体、⾯磁化电流密度的确定式,⽮势引⼊的定义式,磁标势引⼊条件,磁场的边值关系,0=f α情况磁标势的边值关系。
电动力学第三版pdf1.引言电动力学是电磁学中最基础的分支之一,主要研究电场和磁场的产生、作用及其相互作用的规律。
电动力学在现代物理学、电子工程学以及许多其他科学领域中都有着广泛的应用。
自1820年奥斯特发现电流所产生的磁场以来,电磁理论经历了一系列重要的发展演变,最终在麦克斯韦时代得到了完美的阐述和表述。
目前,电动力学的研究已经深入到了极小的粒子水平,成为物理学、工程学以及现代信息科技的基础。
2.基本原理电动力学研究的是电荷及其运动所产生的电场、磁场和电磁力的作用规律,这里介绍一些基本原理。
2.1真空中的电场在真空中放置两个电荷,它们之间会产生电场。
电场是指电荷周围的空间中,每个位置受到的电力作用大小和方向的描述。
电场通过场强E来描述,单位是牛/库仑。
两个点电荷Q1和Q2之间电势能U可以用电势差计算:U=k*Q1*Q2/d其中k为库仑常数(8.9876×109牛·米²/库仑²),d为两个电荷之间的距离。
电荷q在电场E中所受到的电场力F可以根据库仑定律计算:F=qE2.2真空中的磁场通电导线周围的磁场也与电场一样,可以用磁场强度B表示,单位是特斯拉。
根据安培环路定理,通过一定面积的环路所包围的通电导线电流的总和等于环路上产生的磁通量,即如果有一个平面的环路,它的一周包围线导体,则磁场强度B的大小可以计算为: B=mu*I/2*pi*R其中mu为磁导率,R为环路的半径,单位均为SI单位。
根据安培定律,通过回路内的各点产生的磁场的代数和等于该回路所围面积的磁通量的变化率。
2.3电磁感应定律法拉第感应定律是关于电磁感应的基本定律之一,其主要表述是:当导线中存在变化的磁通量时,沿导线方向会产生加在其上的电动势。
即:E=-Δϕ/Δt其中E为感应电动势,ϕ为磁通量。
电磁感应定律在电动力学以及现代工程学中都有着广泛的应用,如变压器、电动机等设备均基于此原理。
3.应用电动力学是许多现代技术的基础,在电子工程、通讯、计算机、光学和生物医学等领域都有广泛应用。
电动力学第三版pdf
电动力学第三版是将电动力学相关理论与应用实践相结合的一部
权威性的综合性专著。
书中分为四大部分,共13章,分别介绍了定常
电动力学、非定常电动力学、无穷连接电动机及应用以及新发展等内容。
第一部分概述了电动力学的基本概念和定义,主要包括电磁学、
磁扰研究、磁电回路的基本概念、变矩电机的动态参数计算、有源电
路的集总电子元器件以及激励系统与其功率因数及电尽头电路等知识。
第二部分主要讨论电动力学中非定常现象的原理及建模,主要内
容包括电磁输运、非定常振荡、非定常分析及控制等。
第三部分提出无穷非标准连接的电动力学模拟方法,主要包括感
应式电动机、永磁电动机、交流传动及新型电机发电机的特性、参数
及数字模拟。
第四部分是有关电动力学的应用和新发展,它介绍了电励力发动
机的范例以及应用场合等。
同时,书中也讨论了相关新发展话题,如
永磁驱动电机、智能电势研究等。
《电动力学》课程教学大纲一、课程基本信息英文名称 Electrodynamics 课程代码 PHYS3003课程性质 专业必修课程 授课对象 物理学学 分 4学分 学 时 72学时主讲教师 修订日期 2021年6月指定教材 郭硕鸿,电动力学(第3版), 北京:高等教育出版社,2008.二、课程目标(一)总体目标:让学生通过本课程的学习掌握电磁场的基本属性、运动规律以及电磁场和带电物质之间的相互作用规律;具备分析和处理一些电磁场基本问题的初步能力;在教学中通过对科研前沿课题、新技术应用以及科研案例的教学和讨论,强化学生对电动力学基本概念和基本原理的理解,提高逻辑思维与公式推导的能力,并能应用这些基本概念和规律解释新的现象,培养学生科学地分析和解决问题的能力,提高学生的科学素质,使学生系统地掌握电磁场理论的基本规律和内在联系,以及狭义相对论中时空的基本性质。
最终使学生体会物理学思想及科学方法,更好地理解科学本质,形成辩证唯物主义世界观和科学的时空观。
(二)课程目标:课程目标1:通过系统的学习电磁场运动的基本规律,让学生掌握静电场、静磁场、电磁波的传播等电磁现象的普遍规律,加深对电磁场和时间空间基本性质的理解,形成辩证唯物主义世界观和科学的时空观。
课程目标2:获得在本门课程领域内分析和处理一些基本问题的初步能力,让学生从学习《电动力学》中掌握理论体系建立过程中的思想方法,并为学习后续课程和独力解决实际问题打下必要的基础。
课程目标3:适当介绍一些与本课程相关的前沿课题,如阿哈罗诺夫-玻姆效应,超导体的电磁场性质,人工电磁材料,引力波等以开阔学生的眼界,培养学生探索物理前沿的兴趣和能力。
课程目标4:通过学习和了解电动力学发展史、重大科学事件和物理学家故事等,体会物理学家的物理思想和科学精神,培养学生的爱国热情,探索未知、追求真理、永攀高峰的责任感和使命感。
通过科学家的人文示范,给学生积极正面影响。
(三)课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系表1:课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表课程目标对应课程内容对应毕业要求(及对应关系说明)课程目标1 第〇章 数学知识准备第一章 电磁现象的普遍规律第二章 静电场第三章 静磁场第四章 电磁波的传播第五章 电磁波的辐射第六章 狭义相对论7-2具有终身学习的意识,了解物理学前沿和物理教学领域及国际发展动态。
清华大学842电动力学考研参考书目、考研真题、复试分数线842电动力学课程介绍电动力学是研究电磁现象的经典的动力学理论,它主要研究电磁场的基本属性、运动规律以及电磁场和带电物质的相互作用。
同所有的认识过程一样,人类对电磁运动形态的认识,也是由特殊到一般、由现象到本质逐步深入的。
人们对电磁现象的认识范围,是从静电、静磁和似稳电流等特殊方面逐步扩大,直到一般的运动变化的过程。
在电磁学发展的早期,人们认识到带电体之间以及磁极之间存在作用力,而作为描述这种作用力的一种手段而引入的场的概念,并未普遍地被人们接受为一种客观的存在。
人们已经认识清楚,电磁场是物质存在的一种形态,它可以和一切带电物质相互作用,产生出各种电磁现象。
电磁场本身的运动服从波动的规律。
这种以波动形式运动变化的电磁场称为电磁波。
电动力学是研究电磁现象的动力学理论电动力学的任务就是阐述电磁场及与物质相互作用的各个特殊范围内的实验定律,并在此基础上阐明电磁现象的本质和它的一般规律,以及运用这些规律定量地处理各种电磁问题、研究各种电磁过程。
电动力学中解释电磁现象的基本规律的理论,是19世纪伟大的物理学家麦克斯韦建立的方程组。
麦克斯韦方程组是在库仑定律(适用于静电)、毕奥-萨伐尔定律和法拉第电磁感应定律等实验定律的基础上建立起来的。
通过提取上述实验定律中带普遍性的因素,并根据电荷守恒定律引入位移电流,就可以导出麦克斯韦方程组。
在物理上,麦克斯韦方程组其实就是电磁场的运动方程,它在电动力学中占有重要的地位。
电磁试验另一个基本的规律就是电荷守恒定律,它的内容是:一个封闭系统的总电荷不随时间改变。
近代的实验表明,不仅在一般的物理过程、化学反应过程和原子核反应过程中电荷是守恒的,就是在基本粒子转化的过程中,电荷也是守恒的。
麦克斯韦方程组给出了电磁场运动变化的规律,包括电荷电流对电磁场的作用。
对于电磁场对电荷电流的作用,则是由洛伦兹力公式给出的。
将麦克斯韦方程组、洛伦兹力公式和带电体的力学运动方程联立起来,就可以完全确定电磁场和带电体的运动变化。