江苏教育学院编

 

    电动力学课程是本专业本科段继理论力学、热力学与统计物理课程之后的又一门理论物理课。电动力学的研究对象是电磁场的基本属性，它的运动规律以及它和带电物质之间的相互作用。本课程在普通物理电磁学的基础上，主要讲述宏观电动力学和狭义相对论。本课程旨在使考生对电磁现象的基本规律能系统地、深入地掌握。

 

    下面对课程内容与考核目标分章加以说明。

 

    第一章  电磁现象的普遍规律

 

    一、考核知识点

 

    1．电荷和电场

    2．电流和磁场

    3．麦克斯韦方程组

    4．介质的电磁性质

    5．电磁场的边值关系

    6．电磁场的能量和能流

 

    二、考核要求

 

    1．掌握电动力学基本方程

    2．熟悉真空中及介质中麦克斯韦方程组的推演

    3．掌握介质的电磁性质方程

    4．掌握不同介质分界面上给出普遍规律的具体形式，即边值关系

    5．掌握洛伦兹力公式

    6．掌握场和电荷系统的能量转化和守恒定律及能量密度和能流密度的表达式。

 

    第二章  静电场和稳恒电流磁场

 

    一、考核知识点

 

    1．静电势及其微分方程

    2．唯一性定理

    3．拉普拉斯方程，分离变量法

    4．电象法

    5．格林函数

    6．稳恒电流的磁场矢势

    7．磁标势

    8．电多极矩和磁多极矩

 

    二、考核要求

 

    l．掌握稳恒电磁场的场方程，静电场电势的微分方程，稳恒电流磁场的磁标势的微分方程

    2．了解电流磁场矢势的微分方程

    3．熟练掌握用分离变量法求解轴对称情况下的电磁场

    4．熟练掌握用电象法求解所考虑区域内只有一个或几个点电荷，区域边界为无穷大接地导体面(或介质面)及球面的静电场

    5．了解两类边值问题的格林函数，知道如何用格林函数法求解两类边值问题。掌握两类边值问题的积分形式解。

    6．熟悉电多极和磁多极的展开，掌握电偶极子、磁偶极子与外场的相互作用的计算方法。

 

    第三章  电磁波的传播

 

    一、考核知识点

 

    1．平面电磁波

    2．电磁波在介质界面上的反射和折射

    3．有导体存在时电磁波的传播

 

    二、考核要求

 

    1．掌握电磁波方程

    2．熟练掌握单色平面电磁波在均匀介质中的传播，掌握平面电磁波的三大特性

    3．掌握电磁波能量密度、能流密度的瞬时值及平均值的表达式

    4．掌握反射和折射定律及菲涅耳公式

    5．熟练掌握单色平面电磁波在导体中的传播

 

    第四章  电磁波的辐射

 

    一、考核知识点

 

    1．电磁场的矢势和标势

    2．推迟势

    3．电偶极辐射

    4．电磁波的衍射

    5．电磁场的动量

 

    二、考核要求

 

    1．掌握用势表述的电动力学基本方程组，即达朗伯方程及洛仑兹规范条件

    2．熟悉达朗伯方程的解，即推迟势

    3．掌握计算辐射场的一般公式，熟悉矢势的展开方法及其结果，掌握偶极辐射场的计算并了解偶极辐射的特点。掌握辐射能流、角分布及辐射功率的表达式并能对其结果作出讨论。

    4．了解电磁波的衍射及基尔霍夫公式

    5．掌握电磁波动量密度和动量流密度的表达式及电磁波对物体辐射压力的计算

 

    第五章  狭义相对论

 

    一、考核知识点

 

    1．相对论的实验基础

    2．相对论的基本原理洛仑兹变换

    3．相对论时空理论

    4．相对论理论的四维形式

    5．电动力学的相对论不变性

    6．相对论力学

 

    二、考核要求

 

    1．掌握爱因斯坦相对性原理及其数学表达式，即“间隔不变性”

    2．掌握洛仑兹变换及速度相加定理，对同时的相对性、长度的收缩、时间的延误要深刻理解，并能熟练应用

    3．掌握四维电流、四维势的表达，掌握连续性方程，洛仑兹条件及势方程的协变形式

    4．掌握电磁场张量及其矩阵形式，掌握麦克斯韦方程组的协变形式并能证明其在洛仑兹变换下的不变性

    5．掌握电磁场的变换关系式及洛仑兹力与带电粒子在外电磁场中的运动方程并能应用

    6．掌握相对论力学方程，能量、动量和质量关系式及能量与动量关系式。掌握质能关系式及能量--动量守恒定律并能应用。

 

    使用教材

 

    《电动力学》郭硕鸿编  高等教育出版社