湖北08年自考电动力学考试大纲

湖北省高等教育自学考试大纲

课程名称：电动力学

课程代码：2034

第一部分课程性质与目标

一、电动力学是研究电磁场的基本属性，运动规律以及它和带电物质之间的相互作用。它是电磁场的产生和传播的理论基础，是光信息科学与技术专业的一门必修专业课。

设置本课程的目的在于使高等光信息科学与技术专业的考生掌握电磁场的基本规律，加深对电磁场的性质和空间概念的的理解；获得本课程领域内分析和处理一些基本问题的初步能力，为以后解决实际问题打好基础；通过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，帮助考生加深辨证唯物主义的世界观。

二、本课程的基本要求：

1、全面的科学的掌握麦克斯韦方程及其应用，掌握电磁场的边界条件。

2、正确理解各种条件电磁场的求解方法，主要是求解思想和思路。

三、本课程与相关课程的联系

1、电动力学是在大学物理电磁学的基础上的扩展和提高，考生在学习本课程时应具备大学物理的电磁学的知

识基础。

2、学习本课程应具备高等数学和数学物理方程的基本知识，包括向量运算、微积分及微分方程、特殊函数，

建议考生在学本课程之前先学完高等数学、大学物理、数学物理方程。

第二部分本课程的基本内容与考核目标

第一章电磁现象的普遍规律

一、学习目标与要求

理解电荷密度，电流密度向量，位移电流，极化强度，磁化强度，电荷受力，场的能量密度，能流密度等基本概念。

掌握电荷守恒定律, 高斯定理, 电场的散度, 电场的旋度, 毕奥—萨伐尔定律，电磁感应定律。

对麦克斯韦方定程的积分形式，微分形式要有正确的认识和较为深入的理解。

正确运用电场高斯定理，毕奥—萨伐尔定律，磁场的环量定律，叠加原理，电磁场的边值关系分析和解决静电场，静磁场问题。

正确运用电磁感应定律分析和解决位移电流问题。

正确运用韦方定程的微分形式解决电磁感应问题

本章重点：麦克斯韦方程积分形式和微分形式，电磁场的边值关系。

二、课程内容及考核知识点

1、电荷和电场

1.1 库仑定律。

1.2 高斯定理和电场的散度。

1.3 静电场的旋度。

2、电流和磁场

2.1 电荷守恒定律

2.2 毕奥—萨伐尔定律

2.3 磁场的环量和旋度

2.4 磁场的散度

3、麦克斯韦方程组

3.1 电磁感应定律

3.2 位移电流

3.3 麦克斯韦方组

3.4 洛仑兹力公式

4、介质的电磁性质

4.1 关于介质的概念

4.2 介质的极化

4.3 介质的磁化

4.4 介质中的麦克斯韦方程组

5、电磁场边值关系

5.1 法向分量的跃变

5.2 切向分量的跃变

6、电磁场的能量和能流

6.1 场和电荷系统的能量守恒定律的一般形式

6.2 电磁场能量密度和能流密度表示式

6.3 电磁能量的传输

三、考核要求

1、电荷和电场

理解和熟记: 高斯定理和电场的散度，静电场的旋度

简单应用: 高斯定理求解电场的的场强和电场的散度, 电场的叠加原理。

2、电流和磁场

领会: 电荷守恒定律，毕奥—萨伐尔定律，磁场的环量和旋度，磁场的散度简单应用: 磁场的旋度

综合应用: 毕奥—萨伐尔定律，磁场的环量和旋度迭加原理求解电场产生的磁场3、麦克斯韦方程组

领会: 电磁感应定律，位移电流，麦克斯韦方组

简单应用: 电磁感应定律，位移电流

4、介质的电磁性质

领会: 介质的概念，介质中的麦克斯韦方程组

5、电磁场边值关系

领会: 电磁场边值法向分量的跃变，切向分量的跃变

简单应用:: 电磁场边值关系求解电磁场问题

6、电磁场的能量和能流

领会: 场和电荷系统的能量守恒定律的一般形式

识记: 电场能量密度、电磁场能量密度和坡印亭向量。

第二章静电场

一、学习目标与要求

1、理解静电场麦克斯韦方程组基本特点。静电场的标势定义。

2、理解并掌握静电场的标势的微分方程及其边值关系

3、掌握静电场的标势唯一性定理和求解方法：分离变量法，镜象法

4、了解偶极矩，四偶极矩

二、课程内容及考核知识点

1、静电场的标势及其微分方程

1.1静电场的标势

1.2静电势的微分方程和边值关系

1.3静电场能量

2、唯一性定律

2.1 静电问题的唯一性定理

2.2 有导体存在时的唯一性定理

3、拉普拉斯方程分离变数法

4、镜象法

5、格林函数

5.1 点电荷密度的δ函数

5.2 格标函数

6、电多极矩

6.1 电势的多极展开

6.2 电多极矩

6.3 电荷体系在外电场中的能量

三、考核要求

1、静电场的标势及其微分方程

识记：静电场标势的定义，静电势的微分方程公式，边值关系公式，静电场能量密度和能量公式。

领会：静电场的势和静电场的场强关系。

综合应用：用势微分方程和边值关系求简单问题的电势，场强。已知电势求空间的电场分布，电荷分布。

2、唯一性定理

领会：唯一性定理物理意义，有导体存在时的唯一性定理

简单应用：用唯一定理判断解的正确性

3、拉普拉斯方程分离变数法

识记：拉普拉斯方程和分离变量的条件。

领会：拉普拉斯方程分离变量物理思想。

简单应用：在直角坐标系、球坐标系中分离变量。

4、镜象法

领会：镜象法与唯一性定理关系物理思想

综合应用：用镜象法和静电势与场强关系求解简单电荷在特定边界条件下的问题。

5、格林函数

识记：δ函数定义，点电荷密度的δ函数

领会：格林函数物理思想

6、电多极矩

了解：电势的多极展开，偶极子，四偶极子。

3、静磁场

一、学习目标与要求

1、理解恒定电流磁场基本方程特点。磁场矢势定义。

2、理解并掌握磁场矢势的微分方程及其边值关系。

3、理解库仑规范，洛仑兹规范。

4、了解磁标势引入的条件，势的微分方程及其边值关系。

5、了解磁多极矩思想。

6、掌握磁场能量。

二、课程内容及考核知识点

1、矢势及其微分方程

1.1 矢势

1.2 矢势的微分方程

1.3 矢势边值关系

1.4 静磁场的能量

2、磁标势

3磁多极矩

6.1 矢势的多极展开

6.2 磁偶极矩的场和磁标势

6.3小区域内电流分布在外磁场中的能量

三、考核要求

1、矢势及其微分方程

领会：恒定电流磁场基本方程特点，矢势的概念，矢势的微分方程，矢势边值关系。简单应用：恒定电流磁场基本方程，矢势的微分方程，矢势边值关系。

简单应用：静磁场的能量。

2、磁标势

识记：磁标势概念。

简单应用：磁偶极子磁标势。

3磁多极矩

了解：矢势的多极展开

第四章电磁波的传播

一、学习目标与要求

1、理解并掌握谐振平面电磁波的基本特点，波动方程。

2、掌握并理解电磁波的能量和能流。

3、掌握电磁波在介质界面上的反射和折射的边界条件。

4、理解有电磁波传播到理想导体表面边界条件。

5、掌握和理解谐振腔中电磁波的特点。

6、掌握并理解波导管的特点。

二、课程内容及考核的知识点

1、平面电磁波

1.1 电磁场波动方程

1.2 时谐电磁波

1.3 平面电磁波

1.4 电磁波的能量和能流

2、电磁波在介质界面上的反射和折射

2.1 反射和折射定律

2.2 振幅关系菲涅耳公式

2.3 全反射

3、有导体存在时电磁波的传播

3.1 导体内的自由电荷分布

3.2 导体内的电磁波

3.3 趋扶效应和穿透深度

3.4 导体表面上的反射

4、谐振腔

4.1 有界空间中的电磁波

4.2 理想导体边界条件

4.3 谐振腔

5、波导

5.1 高频电磁能量的传播

5.2 矩形波导中的电磁波

5.3 截止频率

波的电磁场和管壁电流

5.4 TE

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三、考核要求

1、平面电磁波

领会：电磁场波动方程、时谐平面电磁波。

简单应用：求解时谐平面电磁波的相关物理量、电磁波的能量和能流。时谐平面电磁波电场与磁场互求。

2、电磁波在介质界面上的反射和折射

了解：电磁波在介质界面上反射和折射的边界条件，振幅关系菲涅耳公式

3、有导体存在时电磁波的传播

领会：导体内的电磁波的特点、基本方程，趋扶效应和穿透深度，导体表面上的反射。

简单应用：有导体存在时电磁波的基本方程求解导体附近和导体内部电磁波的基本特性。

4、谐振腔

领会：有界空间中的电磁波的特点、基本方程，理想导体边界条件，谐振腔电磁波的方程解的特点。

简单应用：用谐振腔电磁波的方程的解求谐振腔电磁波。

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5、波导

波的电磁场和管壁电流

领会：高频电磁能量的传播，矩形波导中的电磁波，截止频率，TE

10

波的电磁场和管壁电流

简单应用：求解波导截止频率，TE

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第五章电磁波的辐射

一、学习目标与要求

1、理解并掌握电磁场的矢势和标势的概念，规范变换和规范不变性，达朗贝尔方程，推迟势。

2、理解电偶极辐射，短波天的辐射辐射电阻，辐射能流角分布。

3，了解电磁场的动量密度和动量流密度，辐射压力。

二、课程内容及考核的知识点

1、电磁场的矢势和标势

1.1 用势描述电磁场

1.2 规范变换和规范不变性

1.3 达朗贝尔方程

2、推迟势

3、电偶极辐射

3.1 计算辐射场的一极公式

3.2 矢势的展开式

3.3 偶极辐射

3.4 辐射能流角分布辐射功率

3.5 短波天的辐射辐射电阻

4、电磁场的动量

4.1 电磁场的动量密度和动量流密度

4.2 辐射压力

三、考核要求

1、电磁场的矢势和标势

领会：用势描述电磁场，规范变换和规范不变性，达朗贝尔方程。

简单应用：会推导达朗贝尔方程。

2、推迟势

领会：推迟势物理思想。

3、电偶极辐射

领会：计算辐射场的一般公式，矢势的展开式，偶极辐射，辐射能流角分布辐射功率，

简单应用：短波天的辐射电阻

4、电磁场的动量

领会：电磁场的动量密度和动量流密度，辐射压力

第六章狭义相对论

一、学习目标与要求

1、理解相对论的基本原理

2、掌握洛仑兹变换，相对论时空结构，同时相对性，运动时钟的延缓，运动尺度的缩短，因果律，速度变换公式。

3、了解三维空间的正交变换，物理量按空间变换性质的分，洛仑兹变换的四维形式，四维协变量，四维协变量。

4、了解电动力学的相对论不变性：四维电流密度矢量，四维势矢量，电磁场张量。

二、课程内容及考核的知识点

1、相对论的实验基础

1.1 相对论产生的历定背景。

1.2 相对论的实验基础

2、相对论的基本原理洛仑兹变换

2.1 相对论的基本原理

2.2 间隔不变性

2.3 洛仑兹变换

3、相对论的时空理论

3.1 相对论时空结构

3.2 因果律和相互作用的最大传播速度

3.3 同时相对性

3.4 运动时钟的延缓

3.5 运动尺度的缩短

3.6 速度变换公式

4、相对论理论的四维形式

4.1 三维空间的正交变换

4.2 物理量按空间变换性质的分类

4.3 洛仑兹变换的四维形式

4.4 四维协变量

4.5 物理规律的协变性

三、考核要求

1、相对论的实验基础

领会：相对论产生的历定背景，相对论的实验基础。

2、相对论的基本原理洛仑兹变换

识记：相对论的基本原理。

简单应用：洛仑兹变换计算时空变换。

3、相对论的时空理论

领会：相对论时空结构，因果律和相互作用的最大传播速度，同时相对性

简单应用：同时相对性，运动时钟的延缓，运动尺度的缩短，速度变换公式解题

4、相对论理论的四维形式

识记：三维空间的正交变换，物理量按空间变换性质的分类，物理规律的协变性。

领会：洛仑兹变换的四维形式，四维协变量解题

5、电动力学的相对论不变性

识记：四维电流密度矢量，四维势矢量，电磁场张量，电磁场的不变量

领会：电磁场张量解题

第七章带电粒子和电磁场的相互作用

一、学习目标与要求

了解任意运动带电粒子的势，偶极辐射。

二、课程内容及考核的知识点

1、运动带电粒子的势和辐射电磁场

1.1 任意运动带电粒子的势

1.2 偶极辐射

三、考核要求

领会：任意运动带电粒子的势，偶极辐射

第三部分有关说明与实施要求

一、考核能力层次表述

本大纲在考核目标中，按照“识记”、“理解”、“应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求，各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：

识记：能知道有关名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表达，是低层次的要求。

理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。

应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题，是最高层次的要求。

二、教材

1、指定教材郭硕鸿《电动力学》（第二版）高等教育出版社

2、参考教材谢处方《电磁场与电磁波》（第三版）高等教育出版社

三、自学方法指导

1、在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和

考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。

2、阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须彻底弄清，对基

本方法必须牢固掌握。

3、在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这

可从中加深对问题的认识、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。

4、完成书后作业和适当的辅导练习是了理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注重理论联系实际和具体问题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题围绕相关知识点进行层次（步骤）分明的论述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系。

四、对社会助学的要求

1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。

2、应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解各知识点的考核目标。

3、辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增删内容，以免与大纲脱节。

4、辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡“认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通”的方法。

5、辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。

6、注意对应考者能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导学生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，做出判断，解决问题。

7、要使考生了解试题的难易与能力层次的高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。

8

五、关于命题考试的若干规定

1、本大纲各章节所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点。

2、试卷中对不同能力层次的试题比例大致是：“识记”为 15%、“理解”为30%、“应用”为55%。

3、试题难易程度合理：易、较易、较难、难比例为 2︰3︰3︰2

4、每份试卷中，各类考核点所占比例约为：重点占65％，次重点占25％，一般占10％。

5、试题类型一般分为：单项选择题、多项选择题、填空题 、简答题（简述题）、简单计算题 、计算题

6、考试采用笔试，考试时间150分钟，采用百分制评分，60分合格。

六、题型示例（样题）

（一）、单项选择题

1. 关于安培定律下列叙述正确的是：

A 、适用于电荷间相互作用，

B 、适用两个元电流的相互作用，

C 、适用于真空中两点电荷相互作用，

D 、适用真空两个元电流的相互作用。

（二）、多项选择

1、磁场的散度为零说明：

A 、磁场是无散场 ,

B 、磁场力线是闭合曲线 ,

C 、磁场是保守场,

D 、?=?0S d B ,

E 、磁场的源是旋度源

（三）、填空题：

电荷守恒定理数学表达式 。

（四）、简答题（简述题） 静电场的边界条件？

（五）、简单计算题

已知磁矢为y x e x e y A 532+=,求磁感应强度

（六）、计算题：

接地的空心导体球的内外半径为1R 和2R ，在球内离球心为()1R a a 处置一点电荷Q. 用镜像法求电势。导体球上的感应电荷为多少？分布在内表面还是外表面？

《电动力学》考点归纳及典型试题分析

《电动力学》知识点归纳及典型试题分析 一、试题结构 总共四个大题： 1．单选题（'210?）：主要考察基本概念、基本原理和基本公式， 及对它们的理解。 2．填空题（'210?）：主要考察基本概念和基本公式。 3．简答题 ('35?)：主要考察对基本理论的掌握和基本公式物理意 义的理解。 4. 证明题 （''78+）和计算题（''''7689+++）：考察能进行简单 的计算和对基本常用的方程和原理进行证明。例如：证明泊松方程、电磁场的边界条件、亥姆霍兹方程、长度收缩公式等等；计算磁感强度、电场强度、能流密度、能量密度、波的穿透深度、波导的截止频率、空间一点的电势、矢势、以及相对论方面的内容等等。 二、知识点归纳 知识点1：一般情况下，电磁场的基本方程为：??? ?? ?? ??=??=??+??=????-=??.0;;B D J t D H t B E ρ（此为麦克斯韦方程组）；在没有电荷和电流分布（的情形0,0==J ρ）的自由空间（或均匀

介质）的电磁场方程为：??? ?? ?? ??=??=????=????-=??.0;0;B D t D H t B E （齐次的麦克斯韦方程组） 知识点2：位移电流及与传导电流的区别。 答：我们知道恒定电流是闭合的： ()恒定电流.0=??J 在交变情况下，电流分布由电荷守恒定律制约，它一般不再闭合。一般说来，在非恒定情况下，由电荷守恒定律有 .0≠??-=??t J ρ 现在我们考虑电流激发磁场的规律：()@.0J B μ=?? 取两边散度，由于 0≡????B ，因此上式只有当0=??J 时才能成立。在非恒定情形下，一般有 0≠??J ，因而()@式与电荷守恒定律发生矛盾。由于电荷守恒定律是精确的普遍规律，故应修改()@式使服从普遍的电荷守恒定律的要求。 把()@式推广的一个方案是假设存在一个称为位移电流的物理量D J ，它和电流 J 合起来构成闭合的量 ()()*,0=+??D J J 并假设位移电流D J 与电流J 一样产生磁效应，即把()@修改为 ()D J J B +=??0μ。此式两边的散度都等于零，因而理论上就不再有矛盾。由电荷守恒定律 .0=??+ ??t J ρ 电荷密度ρ与电场散度有关系式 .0ερ=??E 两式合起来 得：.00=??? ? ? ??+??t E J ε与()*式比较可得D J 的一个可能表示式 .0 t E J D ??=ε 位移电流与传导电流有何区别： 位移电流本质上并不是电荷的流动，而是电场的变化。它说明，与磁场的变化会感应产生电场一样，电场的变化也必会感应产生磁场。而传导电流实际上是电荷的流动而产生的。 知识点3：电荷守恒定律的积分式和微分式，及恒定电流的连续性方程。

电动力学试题库十及其答案

简答题（每题5分，共15分）。 1．请写出达朗伯方程及其推迟势的解． 2．当你接受无线电讯号时，感到讯号大小与距离和方向有关，这是为什 么？ 3．请写出相对论中能量、动量的表达式以及能量、动量和静止质量的关 系式。 证明题（共15分）。 当两种绝缘介质的分界面上不带面电荷时，电力线的曲折满足： 1 21 2εεθθ= t a n t a n ，其中1ε和2ε分别为两种介质的介电常数，1θ和2θ分别为界面两 侧电力线与法线的夹角。（15分） 四. 综合题（共55分）。 1．平行板电容器内有两层介质，它们的厚度分别为1l 和2l ，介电常数为1ε和 2ε，今在两板上接上电动势为U 的电池，若介质是漏电的，电导率分别为1 σ和2σ，当电流达到稳恒时，求电容器两板上的自由电荷面密度f ω和介质分界面上的自由电荷面密度f ω。（15分） 2．介电常数为ε的均匀介质中有均匀场强为0E ，求介质中球形空腔内的电场（分离变量法）。（15分）

3．一对无限大平行的理想导体板，相距为d ，电磁波沿平行于板面的z 轴方向传播，设波在x 方向是均匀的，求可能传播的波型和相应的截止频率．（15分） 4．一把直尺相对于∑坐标系静止，直尺与x 轴夹角为θ，今有一观察者以速度v 沿x 轴运动，他看到直尺与x 轴的夹角'θ有何变化？（10分） 二、简答题 1、达朗伯方程：2 2 022 1A A j c t μ??-=-? 222201c t ?ρ?ε??-=-? 推迟势的解：()()0 ,,, , ,44r r j x t x t c c A x t dV x t dV r r ρμμ?π π ?? ?? ''-- ? ?? ?? ? ''= =?? 2、由于电磁辐射的平均能流密度为222 3 2 0sin 32P S n c R θπε= ，正比于2 sin θ，反比于 2 R ，因此接收无线电讯号时，会感到讯号大小与大小和方向有关。 3 、能量：2 m c W = ；动量：),,m iW P u ic P c μ?? == ??? ；能量、动量和静止质量的关系为：22 22 02 W P m c c -=- 三、证明：如图所示 在分界面处，由边值关系可得： 切线方向 12t t E E = （1） 法线方向 12n n D D = （2） 1 ε

电磁场与电磁波课程教学大纲

《电磁场与电磁波》课程教学大纲适用专业：电子信息专业本科 学时：50 学分：3学分 课程代码：B01000252 一、教学目的、任务与教学原则和方法 一切电现象，都会产生电磁场，而电磁波的辐射与传播规律，更是一切无线电活动的基础。因此，在各国的理工科大学中，《电磁场与电磁波》都是通信工程、电子信息工程等专业的专业基础课，课程理论性、系统性很强，逻辑严谨，学习它不仅可以获得场和波的理论，而且有助于培养正确的思维方法和分析问题的能力。 “电磁场与电磁波”还是多种学科的交叉点，它不仅是微波、天线、电磁兼容的理论基础，而且各种现代通信方式，如光纤通信、移动通信、卫星通信，以及电视、雷达等各种专门学科，都是以电磁波携带信息的方式来实现的。广泛应用的超小超薄的大规模集成电路更是充满了电磁场的问题。由于“电磁场与电磁波”是众多学科的理论基础，从而成为相关专业课程建设的一个非常重要的环节。 本课程包括电磁场与电磁波两大部分。电磁场部分是在《电磁学》课程的基础上，运用矢量分析的方法，描述静电场和恒定磁场的基本物理概念，在总结基本实验定律的基础上给出电磁场的基本规律，研究静态场的解题方法。电磁波部分主要是介绍有关电磁波在各种介质中的传播规律及天线的基本理论，其教学目的和要求： （一）内容方面，应使学生牢固掌握矢量运算，梯度、散度和旋度概念，高斯公式和斯托克司公式；掌握恒定和时变电磁场的麦克斯韦方程组、泊松方程、电磁波的波动方程等；掌握分离变量法、镜像法、有有界空间中电磁波的求解方法等；理解电磁场的矢势和标势、规范变换、规范不变性、库仑规范、洛仑兹规范、时谐平面电磁波、推迟势、电磁辐射、截止频率和谐振频率等概念。 （二）能力方面，应使学生学会和掌握如何通过数学方法求解一些基本和实际问题，对结果给予物理解释的科学研究方法；使学生在运算能力和抽象思维能力方面受到初步而又严格的训练；培养学生解决和研究问题的能力，培养学生严谨的科学学风。 （三）方法方面，着重物理概念、基本规律和基本问题的解释和阐述，注意本课程与大学物理电磁学的衔接，以及与后继课程联系，注重解决常见基本问题和实际问题。在帮助学生打下坚实基础的前提下，坚持教学内容与现代科学技术接轨，使现代科学技术的成果渗透到本课程内容之中，提高学生的兴趣，拓宽学生的知识面。 通过本课程的学习，使学生牢固掌握电磁场与电磁波方面的基本概念、基本理论及主要分析方法，具有基本的电磁问题解题能力，对天线理论也要有一定的了解。为以后现代通信技术的学习与应用打下良好的基础。 二、本课程的内容及要求 第一章矢量分析 【教学目的和要求】 理解标量场与矢量场的概念，了解标量场的等值面和矢量场的矢量线

电动力学_知识点总结材料

第一章电磁现象的普遍规律 一、主要容： 电磁场可用两个矢量—电场强度和磁感应强度来完全描写，这一章的主要任务是：在实验定律的基础上找出 , 所满足的偏微分方程组—麦克斯韦方程组以及洛仑兹力公式，并讨论介质的电磁性质及电磁场的能量。在电磁学的基础上从实验定律出发运用矢量分析得出电磁场运动的普遍规律；使学生掌握麦克斯韦方程的微分形式及物理意义；同时体会电动力学研究问题的方法，从特殊到一般，由实验定律加假设总结出麦克斯韦方程。完成由普通物理到理论物理的自然过渡。 二、知识体系： 三、容提要： 1．电磁场的基本实验定律： （1）库仑定律： 对个点电荷在空间某点的场强等于各点电荷单独存在时在该点场强的矢量和，即：（2）毕奥——萨伐尔定律（电流决定磁场的实验定律）

（3）电磁感应定律 ①生电场为有旋场（又称漩涡场）,与静电场本质不同。 ②磁场与它激发的电场间关系是电磁感应定律的微分形式。 （4）电荷守恒的实验定律 , ①反映空间某点与之间的变化关系，非稳恒电流线不闭合。 ② 若空间各点与无关，则为稳恒电流，电流线闭合。 稳恒电流是无源的（流线闭合），，均与无关，它产生的场也与无关。 2、电磁场的普遍规律—麦克斯韦方程 其中： 1是介质中普适的电磁场基本方程，适用于任意介质。 2当，过渡到真空情况： 3当时，回到静场情况： 4有12个未知量，6个独立方程，求解时必须给出与，与的关系。 介质中： 3、介质中的电磁性质方程 若为非铁磁介质 1、电磁场较弱时：均呈线性关系。 向同性均匀介质： ，， 2、导体中的欧姆定律 在有电源时，电源部，为非静电力的等效场。 4．洛伦兹力公式

电动力学试题库十及其答案

电动力学试题库十及其答案 简答题（每题5分，共15分）。 1 .请写出达朗伯方程及其推迟势的解. 2 .当您接受无线电讯号时，感到讯号大小与距离与方向有关，这就是为什 么？ 3. 请写出相对论中能量、动量的表达式以及能量、动量与静止质量的关系式。 证明题（共15分）。 当两种绝缘介质的分界面上不带面电荷时，电力线的曲折满足:史宜w,其中i与2分别为两种介质的介电常数，1与2分别为界面两tan 1 1 侧电力线与法线的火角。（15分） 四、综合题（共55分）。 1. 平行板电容器内有两层介质，它们的厚度分另U为11与12,介电常数为1与2,今在两板上接上电动势为U的电池，若介质就是漏电的，电导率分别为1与2，当电流达到稳包时，求电容器两板上的自由电荷面密度f与介质分界面上的自由电荷面密度f。（15分） 2. 介电常数为的均匀介质中有均匀场强为E。，求介质中球形空腔内的电场（分离变量法）。（15分） 3. 一对无限大平行的理想导体板，相距为d，电磁波沿平行丁板面的z轴方向传播,设波在x方向就是均匀的，求可能传播的波型与相应的截止频率.（15分）

电动力学试题库十及其答案 4.一把直尺相对丁坐标系静止，直尺与x轴火角为，今有一观察者以速度v 沿x轴运动，她瞧到直尺与x轴的火角' 有何变化? (10分)二、简答题r、 (2v) 1、达朗伯万程：A i 2A c t2 ，八v v 推退势的 解：A x,t v,t v,t x,t —dV v 2、由于电磁辐射的平均能流密度为S32 2 c3R2 sin2音,正比于 sin2，反比于R2, 因此接收无线电讯号时，会感到讯号大小与大小与方向有关。 2 3、能量:W ：m。：. i u2c2 m 。 ,1 u2c2 v u,ic V iW …，一… P,—;能重、动重与静止 c 质量的关系为：P2W 2 c 2 2 m b c 三、证明：如图所示 在分界面处，由边值关系可得 切线方向 法线万向 v v 又DE 由⑴得： E i sin i 由⑵(3)得： i E i cos E it D in E2t D2n E2sin i 2 E2 cos (5) 由⑷(5)两式可得：

物理学专业函授业余本科教学提纲等专业必修课

物理学专业函授（业余）本科教学大纲 《数理方法》教学大纲 (1) 《线性代数》教学大纲 (5) 《计算机原理》教学大纲 (9) 《计算机实验》教学大纲 (13) 《理论力学》教学大纲 (16) 《统计物理》教学大纲 (22) 《光学原理》教学大纲 (29) 《电动力学》教学大纲 (31) 《物理教学法》教学大纲 (39) 《电化教育学》教学大纲 (47) 《量子力学》教学大纲 (59) 《教育统计与测量》教学大纲 (64) 《普物选讲》教学大纲 (72) 《近代物理实验》教学大纲 (79) 《物理学史》教学大纲 (81)

《数理方法》教学大纲 一、课程类别专业必修课 二、教学目的 数理方法是专业必修课。通过本课程的教学，帮助学生掌握并能运用复变函数，数学物理方程等理论物理的基本数学工具。培养学生严谨的逻辑和推演等理性思维能力，为学习物理系基础理论课量子力学、统计物理和电动力学等打好数学基础。 三、开课对象物理学专业函授（业余）本科 四、学时分配 总学时168 其中面授：42学时自学：126学时 五、教学内容与基本要求、教学的重点和难点 第一章一维波动方程的付氏解（面授4学时、自学12学时） 教学内容： 1.1 一维波动方程的付氏解 1.2 齐次方程混合问题的付里叶解法（分立变量法、驻波法） 1.3 电报方程 1.4 强迫震动，非齐次方程的求解 教学任务： 通过本章教学，使学生了解一维波动方程——弦振动方程的建立，掌握齐次方程混合问题的傅立叶解法，理解特征值和特征函数的概念。 教学重点和难点： 分离变量法，非齐次方程和边界条件的处理，特征值和特征函数。弦振动方程的建立，定解条件的提出，利用分离变量法求解齐次方程的混合问题，付氏解的物理意义，强迫振动，非齐次方程的求解。 第二章热传导方程的付氏解（面授5学时、自学15学时） 教学内容：

电动力学

《电动力学》课程教学大纲 课程英文名称：Electrodynamics 课程编号：0312033002 课程计划学时：48 学分：3 课程简介： 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，本课程在电磁学的基础上系统阐述电磁场的基本理论。另外，本课程还系统地阐述狭义相对论的重要内容，而相对论是现代物理学的重要基础，它与量子论一起对物理学的发展影响深刻，是二十世纪科学与技术飞速发展的基础。本课程是材料物理专业本科的重要专业基础课。 电动力学是物理类有关各专业的一门基础理论课。学电动力学的目的：（1）是使学生系统地掌握电磁运动的基本概念和基本规律，加深对电磁场性质的理解；（2）是使学生获得分析和处理一些问题的基本方法和解决问题的能力，提高逻辑推理和插象思维的能力，为后继课程的学习和独立解决实际问题打下必要的理论基础。 在教学过程中，使用启发式教学，尽量多介绍与该课程相关的前沿科技动态，充分调动和发挥学生的主动性和创新性；提倡学生自学，培养学生的自学能力。 一、课程教学内容及教学基本要求 第一章电磁现象的普遍规律 本章重点：在复习矢量分析、?算符、?算符及其运算法则、δ函数性质的基础上，从电磁场的几个基本实验律(库仑定律，毕奥--萨伐尔定律，电磁感应定律，电荷守恒律) 出发，加上位移电流假定, 总结出电磁场的基本运动规律Maxwell方程组、电荷守恒律和洛仑兹力公式。讨论了介质中的Maxwell方程, 电磁场的能量。本章内容是本课程的基础，必须深刻掌握。 难点：电磁场边值关系，电磁场的能量和能流。 本章学时:10学时 教学形式:讲授 教具:黑板，粉笔 第一节矢量分析和张量；?算符、?算符及其运算规则、δ函数性质 本节要求：理解：矢量分析和张量运算。掌握：?算符、?算符及其运算法则、δ函数性质（重点：考核概率50%）。 1 矢量分析和张量（理解：矢量运算法则，在电动力学中张量是如何引入的；了解：线性各

电动力学知识点总结及试题

洛仑兹力密度< f=/?+^x§ 三.内容提要: 1. 电磁场的基本实捡定律, (1)库仑定律* 二、知识体躺 库仑定理'脸订警壬 电童■应定体毎事孑―半丄@?抜/尸n 涡険电场假设 介质的极化焕律，0=#“ V*fi = p ▽4遁 at 仪鲁电涛fit 设 比真#伐尔定律，s= 介 M?4tM 律： ft^~a Co n Vxff = J + — a 能童守恒定律 缢性介JR 能*??> 能淹密度： S^ExH

対可个点电荷e 空间块点的场强爭丁各点电佔单越力在时徃该点场强的伕城和, （2）毕臭一萨伐尔定律（电沱决崔感场的实於疋律） （3）电耐应定律 ￡& -

其中： 几 1址介质中普适的41底场钛木方用.适用于任盘介丿鼠 2当14=0=0.过渡到真 空怙况: -aff at +?e —J dt v 7 5=0 2o￡o 3当N N 时.回到挣场惜况: 扭方=0 ￡b ?恣=J 妙 F 护云=0 I 有12个未知塑.6个独立方秤，求解时必须给出二与M, 2与?的关系。 介时： 3、介贯中的电恿性廣方程 若为却铁雄介质 I 、电哦场较弱时"与丘&与臣 b 与2万与"均呈线性关系. 向同性均匀介质, P= Q=岭耳 9 9 2、导体中的欧姆定律 在存电源时?电源内部亠八海?)?直?为怖电力的等效场, 4. 洛伦兹力公式 II 7xfl = O 7xH=/ Q ?D 0p 7ft =

电动力学试题及其答案(3)

电动力学(C) 试卷 班级 姓名 学号 题号 一 二 三 四 总 分 分数 一、填空题（每空2分，共32分） 1、已知矢径r ，则 ×r = 。 2、已知矢量A 和标量 ，则 )(A 。 3、一定频率ω的电磁波在导体内传播时，形式上引入导体的“复电容率”为 。 4、在迅变电磁场中，引入矢势A 和标势 ，则E = , B = 。 5、麦克斯韦方程组的积分形 式 、 、 、 。 6、电磁场的能流密度为 S = 。 7、欧姆定律的微分形式为 。 8、相对论的基本原理 为 ， 。 9、事件A ( x 1 , y 1 , z 1 , t 1 ) 和事件B ( x 2 , y 2 , z 2 , t 2 ) 的间隔为 s 2 = 。

10、位移电流的表达式为 。 二、判断题（每题2分，共20分） 1、由j B 0 可知，周围电流不但对该点的磁感应强度有贡献，而且对该点磁感应强度的旋度有贡献。（ ） 2、矢势A 沿任意闭合回路的环流量等于通过以该回路为边界的任一曲面的磁通量。（ ） 3、电磁波在波导管内传播时，其电磁波可以是横电波，也可以是横磁波。（ ） 4、任何相互作用都是以有限的速度传播的。（ ） 5、由0 j 可知，稳定电流场是无源场。。（ ） 6、如果两事件在某一惯性系中是同时同地发生的，在其他任何惯性系中它们必同时发生。（ ） 7、平面电磁波的电矢量和磁矢量为同相位。（ ） 8、E 、D 、B 、H 四个物理量中只有E 、B 为描述场的基本物理量。（ ） 9、由于A B ，虽然矢势A 不同，但可以描述同一个磁场。（ ） 10、电磁波的亥姆霍兹方程022 E k E 适用于任何形式的电磁波。（ ） 三、证明题（每题9分，共18分） 1、利用算符 的矢量性和微分性，证明 )cos()]sin([00r k E k r k E 式中r 为矢径，k 、0E 为常矢量。 2、已知平面电磁波的电场强度j t z c E E )sin(0 ，求证此平面电磁波的 磁场强度为 i t z c c E B )sin(0 四、计算题（每题10分，共30分） 1、迅变场中，已知)(0t r k i e A A , ) (0t r k i e ，求电磁场的E 和B 。 2、一星球距地球5光年，它与地球保持相对静止，一个宇航员在一年

“电磁场理论”课程教学大纲

西安交通大学 “电磁场理论”课程教学大纲 英文名称：Theory of Electromagnetic Field 课程编码：PHYS2012 学时：64 学分：4 适用对象：电子科学与技术专业本科生 先修课程：普通物理，数理方程，矢量与张量分析 使用教材及参考书： 金泽松,《电磁场理论>>, 电子科技大学出版社, 1995 郭硕鸿，《电动力学》，高等教育出版社，1989 冯慈璋,《电磁场》高等教育出版社,1983 李承祖,《电动力学教程》(修订版),国防科技大学出版社,1997 一、课程性质、目的和任务 本课程是电子科学与技术系各专业本科生必修的一门工程基础课.通过本课程的学习，使学生熟悉电磁场的基本理论，掌握基本规律，加深对电磁场的性质和时空概念的理解，获得分析和处理一些电磁现象的方法和能力，为以后的专业课程学习打下基础。 二、教学基本要求 1. 了解电磁现象的普遍规律，掌握库仑定律、高斯定理、毕奥定律、电磁感应定律和麦克斯韦方程组, 熟悉电磁场的边值关系。 2. 了解静电场和稳恒电流磁场的性质，熟悉静电势和微分方程、磁矢势和微分方程，掌握求解静电场和磁场问题的常用分析方法。 3.掌握波动方程和亥姆霍兹方程，熟悉平面电磁波的性质, 掌握电磁波传播的规律。 4.了解时变电磁场的性质和势，掌握辐射电磁场的规律和计算方法。 5.了解狭义相对论和相对论电动力学，掌握电磁场量在不同参考系间的变化规律。了解带电粒子和电磁场的相互作用，掌握运动带电粒子的位和电磁场,了解加速运动带电粒子的辐射。 三、教学内容及要求 第一章：电磁现象的普遍规律 1．了解电荷和电场、电流和磁场。 2．掌握库仑定律、高斯定理、毕奥定律、电磁感应定律。 3．重点掌握麦克斯韦方程组和电磁场的边值关系。 4．了解介质的电磁性质。 5．掌握电磁场的能量和能流密度表示式，了解电磁能量的传输。

电动力学知识点归纳

《电动力学》知识点归纳 一、试题结构 总共四个大题： 1．单选题（'210?）：主要考察基本概念、基本原理和基本公式， 及对它们的理解。 2．填空题（'210?）：主要考察基本概念和基本公式。 3．简答题 ('35?)：主要考察对基本理论的掌握和基本公式物理意 义的理解。 4. 证明题 （''78+）和计算题（''''7689+++）：考察能进行简单 的计算和对基本常用的方程和原理进行证明。例如：证明泊松方程、电磁场的边界条件、亥姆霍兹方程、长度收缩公式等等；计算磁感强度、电场强度、能流密度、能量密度、波的穿透深度、波导的截止频率、空间一点的电势、矢势、以及相对论方面的内容等等。 二、知识点归纳 知识点1：一般情况下，电磁场的基本方程为：??? ? ? ????=??=??+??=????- =??.0;;B D J t D H t B E ρ（此为麦克斯韦方程组）；在没有电荷和电流分布（的情形0,0==J ρ）的自由空间（或均匀 介质）的电磁场方程为：??? ? ? ?? ? ?=??=????=????-=??.0;0;B D t D H t B E （齐次的麦克斯韦方程组）

知识点2：位移电流及与传导电流的区别。 答：我们知道恒定电流是闭合的： ()恒定电流.0=??J 在交变情况下，电流分布由电荷守恒定律制约，它一般不再闭合。一般说来，在非恒定情况下，由电荷守恒定律有 .0≠??-=??t J ρ 现在我们考虑电流激发磁场的规律：()@.0J B μ=?? 取两边散度，由于 0≡????B ，因此上式只有当0=??J 时才能成立。在非恒定情形下，一般有 0≠??J ，因而()@式与电荷守恒定律发生矛盾。由于电荷守恒定律是精确的普 遍规律，故应修改()@式使服从普遍的电荷守恒定律的要求。 把()@式推广的一个方案是假设存在一个称为位移电流的物理量D J ，它和电流 J 合起来构成闭合的量 ()()*,0=+??D J J 并假设位移电流D J 与电流J 一样产 生磁效应，即把()@修改为 ()D J J B +=??0μ。此式两边的散度都等于零，因而理论上就不再有矛盾。由电荷守恒定律 .0=??+ ??t J ρ电荷密度ρ与电场散度有关系式 .0 ερ =??E 两式合起来得：.00=??? ? ? ??+??t E J ε与()*式比较可得D J 的一个可能表示式 .0 t E J D ??=ε 位移电流与传导电流有何区别： 位移电流本质上并不是电荷的流动，而是电场的变化。它说明，与磁场的变化会感应产生电场一样，电场的变化也必会感应产生磁场。而传导电流实际上是电荷的流动而产生的。 知识点3：电荷守恒定律的积分式和微分式，及恒定电流的连续性方程。 答：电荷守恒定律的积分式和微分式分别为：0 =??+????-=???t J dV t ds J S V ρρ 恒定电流的连续性方程为：0=??J

电动力学试题库一及答案

福建师范大学物理与光电信息科技学院 20___ - 20___ 学年度学期____ 级物理教育专业 《电动力学》试题（一） 试卷类别：闭卷 考试时间：120分钟 姓名______________________ 学号____________________ 一．判断以下概念是否正确，对的打（√），错的打（×）（共15分，每题3分） 1．电磁场也是一种物质，因此它具有能量、动量，满足能量动量守恒定律。 ( ) 2．在静电情况，导体内无电荷分布，电荷只分布在表面上。 （） 3．当光从光密介质中射入，那么在光密与光疏介质界面上就会产生全反射。

（） 4．在相对论中，间隔2S在任何惯性系都是不变的，也就是说两事件时间先后关系保持不变。 （） 5．电磁波若要在一个宽为a，高为b的无穷长矩形波导管中传播，其角 频率为 2 2 ? ? ? ? ? + ? ? ? ? ? ≥ b n a m με π ω （） 二．简答题。（每题5分，共15分） 1．写出麦克斯韦方程组，由此分析电场与磁场是否对称为什么 2．在稳恒电流情况下，有没有磁场存在若有磁场存在，磁场满足什么方程 3．请画出相对论的时空结构图，说明类空与类时的区别．

三． 证明题。（共15分） 从没有电荷、电流分布的麦克斯韦方程出发，推导真空中的E 、B 的波动方程。 四． 综合题。（共55分） 1．内外半径分别为1r 和2r 的无穷长空心导体圆柱，沿轴向流有稳恒均 匀自由电流f j ，导体的磁导率为μ，求磁感应强度和磁化电流。（15分） 2． 有一个很大的电解槽中充满电导率为2σ的液体，使其中流着均匀 的电流f j ，今在液体中置入一个电导率为1σ的小球，求稳恒时电流分布和 面电荷分布。（分离变量法）（15分） 3． 有带电粒子沿z 轴作简谐振动t i e z z ω-=0，设c z <<ω0，求它的辐 射场E 、B 和能流S 。（13分） 4． 一辆以速度v 运动的列车上的观察者，在经过某一高大建筑物 时，看见其避雷针跳起一脉冲电火花，电光迅速传播，先后照亮了铁路沿线的两铁塔。求列车上观察者看到的两铁塔被电光照亮的时间差。该建筑

电动力学期末考试试卷及答案五

. . 20___ - 20___ 学年度 学期 ____ 级物理教育专业 《电动力学》试题（五） 试卷类别：闭卷 考试时间：120分钟 ______________________ 学号____________________ 一． 判断以下概念是否正确，对的打（√），错的打（×）（共15分，每 题3分） 1． 库仑力3 04r r Q Q F πε '=表明两电荷之间作用力是直接的超距作用，即电荷Q 把作用力直接施于电荷Q '上。 （ ） 2． 电磁场有能量、动量，在真空中它的传播速度是光速。 （ ） 3． 电磁理论一条最基本的实验定律为电荷守恒定律，其微分形式为： t j ??=??/ρ 。 （ ）

. . 4． 在介质的界面两侧，电场强度E 切向分量连续，而磁感应强度B 法向分 量 连续。 （ ） 5．在相对论中，粒子能量，动量以及静止质量的关系为： 4 2022c m c P W += 。 （ ） 二． 简答题（每题5分，共15分）。 1．如果0>??E ，请画出电力线方向图，并标明源电荷符号。 2．当你接受无线电讯号时，感到讯号大小与距离和方向有关，这是为什么？ 3．以真空中平面波为例，说明动量密度g ，能流密度s 之间的关系。 三． 证明题（共15分）。

多普勒效应被广泛应用，请你利用洛伦兹变换证明运动光源辐射角频率 ω与它的静止角频率0ω的关系为：) cos 1(0 θγωωc v -= ，其中 122)/1(--=c v γ；v 为光源运动速度。（15分） 四. 综合题（共55分）。 1．半径为a 的无限长圆柱形导体，均匀通过电流I ，设导体的磁导率为μ，导体外为真空，求： （1）导体、外空间的B 、H ； （2）体磁化电流密度M j ；（15分）。 2．介电常数为ε的均匀介质中有均匀场强为0E ，求介质中球形空腔的电势 和电场（分离变量法）。（15分） 3．两频率和振幅均相等的单色平面电磁波沿z 轴方向传播，一个沿x 方向偏振，另一个沿y 方向偏振，且其相位比前者超前2 π 。求合成波的偏振。若 合成波代表电场矢量，求磁场矢量B 以及能流密度平均值S 。（15分）

电动力学

《电动力学（1）》教学大纲 学时：51 学分：3 适用专业：物理学 一、课程的性质、目的和任务 电动力学（1）是物理学专业的理论物理必修课程。本课程的目的是使学生在《电磁学》的基础上加深和提高对电磁运动的基本规律和基本性质的理解和认识；掌握狭义相对论的时空观及相关的基本理论；培养学生具有一定的抽象思维、逻辑推理、数学表达以及分析和处理一些电磁运动基本问题的能力。 二、课程教学的基本要求 （1）通过学习电磁运动的基本规律，加深对电磁场基本性质的理解； （2）通过学习狭义相对论理论了解相对论的时空观及有关的基本理论； （3）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； （4）为学习后续课程和独力解决实际问题打下必要的基础。 三、课程教学内容 （一）经典电动力学基础 引言数学知识 1．静电场的方程式 库仑定律高斯定理电场的散度和旋度 2．静磁场的方程式 电荷守恒定律磁场的实验定律磁场的散度和旋度 3．法拉第电磁感应定律 4．麦克斯韦方程组 位移电流麦克斯韦方程组 5．电磁场的能量和能流 能量密度坡印廷矢量电磁能量守恒定律电磁能的传输 6．电磁作用下的动量守恒定律 7．介质的电磁性质 8．介质中的麦克斯韦方程组 9．介质面上的电磁规律 说明：

本章是在总结《电磁学》的基础上建立电磁场方程的微分形式，重点及难点在麦克斯 韦方程组、电磁能量守恒问题及边值关系。 （二）静电问题 1．静电势及微分方程 电势和电势梯度泊松方程和边值关系 2．偶极子和四极子 3．静电场的多极展开 4．多极子在外电场中的势能 5．静电边值问题的唯一性定理 6．静电镜像法 7．特解叠加法 说明： 本章的重点是电场的标势，静电问题的镜像法和特解叠加法；难点是电偶极的场及其 与外场的作用，包括相互作用能量和力矩；唯一性定理只证明两导体系的第一和第二类问题。（三）静磁问题 1．磁场的矢势 2．圆电流圈的磁场和磁偶极子的概念 3．静磁场的多极展开 4．磁偶极子在外磁场中所受的力和力矩 5．磁标势和磁荷的概念 6．静磁屏蔽* 说明： 本章的重点是磁场的标势；磁标势法介绍从场方程得出磁场问题的两种观点并加以比较，然后举例说明；带“*”的部分可以从简或不讲。 （四）电磁波的传播 1．真空中的平面电磁波 平面电磁波平面单色波在均匀介质中传播 2．偏振的描述 3．平面电磁波的能量和能流 4．平面电磁波在介质分界面上的反射和折射

电动力学-知识点总结

第一章电磁现象的普遍规律 一、主要内容： 电磁场可用两个矢量—电场强度和磁感应强度来完全描写，这一章的主要任务是：在实验定律的基础上找出, 所满足的偏微分方程组—麦克斯韦方程组以及洛仑兹力公式，并讨论介质的电磁性质及电磁场的能量。在电磁学的基础上从实验定律出发运用矢量分析得出电磁场运动的普遍规律；使学生掌握麦克斯韦方程的微分形式及物理意义；同时体会电动力学研究问题的方法，从特殊到一般，由实验定律加假设总结出麦克斯韦方程。完成由普通物理到理论物理的自然过渡。 二、知识体系： 三、内容提要： 1．电磁场的基本实验定律： （1）库仑定律：

对个点电荷在空间某点的场强等于各点电荷单独存在时在该点场强的矢量和，即： （2）毕奥——萨伐尔定律（电流决定磁场的实验定律） （3）电磁感应定律 ①生电场为有旋场（又称漩涡场）,与静电场本质不同。 ②磁场与它激发的电场间关系是电磁感应定律的微分形式。 （4）电荷守恒的实验定律 , ①反映空间某点与之间的变化关系，非稳恒电流线不闭合。 ② 若空间各点与无关，则为稳恒电流，电流线闭合。 稳恒电流是无源的（流线闭合），，均与无关，它产生的场也与无关。 2、电磁场的普遍规律—麦克斯韦方程 其中：

1是介质中普适的电磁场基本方程，适用于任意介质。 2当，过渡到真空情况： 3当时，回到静场情况： 4有12个未知量，6个独立方程，求解时必须给出与，与的关系。介质中： 3、介质中的电磁性质方程 若为非铁磁介质 1、电磁场较弱时：均呈线性关系。 向同性均匀介质： ，， 2、导体中的欧姆定律 在有电源时，电源内部，为非静电力的等效场。 4．洛伦兹力公式 考虑电荷连续分布，

电动力学教学大纲(科学教育专业)

《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。

数学物理方法课程教学大纲

《数学物理方法》课程教学大纲 （供物理专业试用） 课程编码：140612090 学时：64 学分：4 开课学期：第五学期 课程类型：专业必修课 先修课程：《力学》、《热学》、《电磁学》、《光学》、《高等数学》 教学手段：（板演） 一、课程性质、任务 1．《数学物理方法》是物理教育专业本科的一门重要的基础课，它是前期课程《高等数学》的延伸，为后继开设的《电动力学》、《量子力学》和《电子技术》等课程提供必需的数学理论知识和计算工具。本课程在本科物理教育专业中占有重要的地位，本专业学生必须掌握它们的基本内容，否则对后继课的学习将会带来很大困难。在物理教育专业的所有课程中，本课程是相对难学的一门课，学生应以认真的态度来学好本课程。 2．本课程的主要内容包括复变函数、傅立叶级数、数学物理方程、特殊函数等。理论力学中常用的变分法，量子力学中用到的群论以及现代物理中用到的非线性微分方程理论等，虽然也属于《数学物理方法》的内容，但在本大纲中不作要求。可以在后续的选修课中加以介绍。 3．《数学物理方法》既是一门数学课程，又是一门物理课程。注重逻辑推理和具有一定的系统性和严谨性。但是，它与其它的数学课有所不同。本课程内容有很深广的物理背景，实用性很强。因此，在这门课的教学过程中，不能单纯地追求理论上的完美、严谨，而忽视其应用。学生在学习时，不必过分地追求一些定理的严格证明、复杂公式的精确推导，更不能死记硬背，而应重视其应用技巧和处理方法。

4．本课程的内容是几代数学家与物理学家进行长期创造性研究的成果，几乎处处都闪耀创新精神的光芒。教师应当提示学生注意在概念建立、定理提出的过程中所用的创新思维方法，在课堂教学中应尽可能地体现历史上的创造过程，提高学生的创造性思维能力。二、课程基本内容及课时分配 第一篇复数函数论 第一章复变函数（10） 教学内容： §1.1．复数与复数运算。复平面，复数的表示式，共轭复数，无穷远点，复数的四则运算，复数的幂和根式运算，复数的极限运算。 §1.2．复变函数。复变函数的概念，开、闭区域，几种常见的复变函数，复变函数的连续性。 §1.3．导数。导数，导数的运算，科希—里曼方程。 §1.4．解析函数。解析函数的概念，正交曲线族，调和函数。 §1.5．平面标量场。稳定场，标量场，复势。 第二章复变函数的积分（7） 教学内容： §2.1．复数函数的积分，路积分及其与实变函数曲线积分的联系。 §2.2．科希定理。科希定理的内容和应用，孤立奇点，单通区域，复通区域，回路积分。 §2.3．不定积分*。原函数。 §2.4．科希公式。科希公式的导出，高阶导数的积分表达式。（模数原理及刘维定理不作要求） 第三章幂级数展开（9） 教学内容：

电动力学重点知识总结期末复习必备

电动力学重点知识总结期 末复习必备 Final approval draft on November 22, 2020

一 1.静电场的基本方程 #微分形式： 积分形式： 物理意义：反映电荷激发电场及电场内部联系的规律性 物理图像：电荷是电场的源，静电场是有源无旋场 2.静磁场的基本方程 #微分形式 积分形式 反映静磁场为无源有旋场，磁力线总闭合。它的激发源仍然是运动的电荷。 注意：静电场可单独存在，稳恒电流磁场不能单独存在（永磁体磁场可以单独存在，且没有宏观静电场）。 #电荷守恒实验定律： #稳恒电流： ， *#3.真空中的麦克斯韦方程组 0,E E ρε??=? ?=()0 1 0L S V Q E dl E dS x dV ρεε'' ?=?= = ? ? ? ， 0J t ρ ???+=?00 L S B dl I B d S μ?=?=? ?， 00B J B μ??=??=，0J ??=2 1 (-)0n J J ?=

揭示了电磁场内部的矛盾和运动，即电荷激发电场，时变电磁场相互激发。微分形式反映点与点之间场的联系，积分方程反映场的局域特性。 * 真空中位移电流 ，实质上是电场的变化率 *#4.介质中的麦克斯韦方程组 1）介质中普适的电磁场基本方程，可用于任意介质，当 ，回到真 空情况。 2）12个未知量，6个独立方程，求解必须给出 与 ， 与 的关 系。 #）边值关系一般表达式 2）理想介质边值关系表达式 6.电磁场能量守恒公式 t D J t D ρ?B E =- ??H =+?=??B =0==P M H B E D ) (00M H B P E D +=+=με()()????? ? ?=-?=-?=-?=-?α σ 12121212?0?0)(?)(?H H n E E n B B n D D n ()()????? ? ?=-?=-?=-?=-?0 ?0?0) (?0 )(?12121212H H n E E n B B n D D n D E J t ε?=?

电动力学习题集答案

电动力学第一章习题及其答案 1. 当下列四个选项：(A.存在磁单级, B.导体为非等势体, C.平方反比定律不精确成立,D.光速为非普 适常数)中的_ C ___选项成立时,则必有高斯定律不成立. 2. 若 a 为常矢量 , r (x x ')i ( y y ')j (z z ')k 为从源点指向场点的矢量 , E , k 为常矢量,则 ！ (r 2 a ) =(r 2 a ) (r a 2r a , )a ) ddrr r a 2r r r 2 r i j — k (x x ') (y y ') (z z ') i j k — ！ 2(x x ') (x x ') ,同理， ？ x (x x ') 2 (y y ') 2 (z z ') 2 / r 2 (x x ')(y y ')(z z ') (y y ') (x x ') （ (y y ') 2 (z z ') y (x x ') 2 (y y ') 2 (z z ') # 2 , z 2 2 (z z ') r 【 r e e e x x x ！ r (x-x') r (y-y') y (z-z') 3 z ， ' x y z x x ' y y ' z z ' 0， x (a r ) a ( r ) 0 , : ) r r r r r r r 0 r rr ( r 1 1 r 《 a ， , ( ) [ a (x -x' )] [ a (y - y')] … j [a (z -z')] a r i k x y z * r r r r 1 r 1 r … r 3 r 2 3 r ， ( A ) __0___. r r , [E sin(k r )] k E 0 cos(k r ) __0__. (E 0e ik r ) , 当 r 0 时 , ! (r / r ) ik E 0 exp(ik r ) , [rf (r )] _0_. [ r f ( r )] 3f (r )r # s 3. 矢量场 f 的唯一性定理是说：在以 为界面的区域V 内, 若已知矢量场在V 内各点的旋度和散 度,以及该矢量在边界上的切向或法向分量,则 在 内唯一确定. f V 0 ,若 J 为稳恒电流情况下的电流密度 ,则 J 满足 4. 电荷守恒定律的微分形式为 — J t J 0 . 5. 场强与电势梯度的关系式为， E .对电偶极子而言 ,如已知其在远处的电势为

电动力学自学考试大纲

电动力学自学考试大纲 课程名称：电动力学课程代码：02034（理论） 第一部分课程性质与目标 一、电动力学是研究电磁场的基本属性，运动规律以及它和带电物质之间的相互作用。它是电磁场的产生和传播的理论基础，是光信息科学与技术专业的一门必修专业课。 设置本课程的目的在于使高等光信息科学与技术专业的考生掌握电磁场的基本规律，加深对电磁场的性质和空间概念的的理解；获得本课程领域内分析和处理一些基本问题的初步能力，为以后解决实际问题打好基础；通过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，帮助考生加深辨证唯物主义的世界观。 二、本课程的基本要求： 1、全面的科学的掌握麦克斯韦方程及其应用，掌握电磁场的边界条件。 2、正确理解各种条件电磁场的求解方法，主要是求解思想和思路。 三、本课程与相关课程的联系 1、电动力学是在大学物理电磁学的基础上的扩展和提高，考生在学习本课程时应具备大学物理的电磁学的知 识基础。 2、学习本课程应具备高等数学和数学物理方程的基本知识，包括向量运算、微积分及微分方程、特殊函数， 建议考生在学本课程之前先学完高等数学、大学物理、数学物理方程。 第二部分本课程的基本内容与考核目标 第一章电磁现象的普遍规律 一、学习目标与要求 理解电荷密度，电流密度向量，位移电流，极化强度，磁化强度，电荷受力，场的能量密度，能流密度等基本概念。 掌握电荷守恒定律, 高斯定理, 电场的散度, 电场的旋度, 毕奥—萨伐尔定律，电磁感应定律。 对麦克斯韦方定程的积分形式，微分形式要有正确的认识和较为深入的理解。 正确运用电场高斯定理，毕奥—萨伐尔定律，磁场的环量定律，叠加原理，电磁场的边值关系分析和解决静电场，静磁场问题。 正确运用电磁感应定律分析和解决位移电流问题。 正确运用韦方定程的微分形式解决电磁感应问题 本章重点：麦克斯韦方程积分形式和微分形式，电磁场的边值关系。 二、课程内容及考核知识点 1、电荷和电场 1.1 库仑定律。 1.2 高斯定理和电场的散度。 1.3 静电场的旋度。 2、电流和磁场 2.1 电荷守恒定律 2.2 毕奥—萨伐尔定律 2.3 磁场的环量和旋度 2.4 磁场的散度 3、麦克斯韦方程组 3.1 电磁感应定律 3.2 位移电流 3.3 麦克斯韦方组 3.4 洛仑兹力公式