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电动力学 河北师范大学电动力学课程组 负责人：杨世平 目录 课程简介 一、基本情况及要求 研究对象 电动力学主要研究电磁场的基本性质，运动规律以及与带电物质之间的相互作用。 学习目的与要求 （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。 主要考核目标（包括重点及难点） （1）掌握矢量场论的简单运算； （2）掌握电磁场基本理论、重要实验定律； （3）掌握静电场和静磁场的基本理论和解题方法； （4）掌握电磁波传播和辐射的基本概念和简单应用； （5）掌握狭义相对论的基本理论和简单应用。 二、电动力学与电磁学的联系与区别 范围 既讨论静场又讨论变化场，外加相对论。 深度 从矢量场论出发，总结电磁现象普遍规律，解题更具一般性。 方法 建立模型、求解方程、注重理论。 数学 矢量场论、张量分析初步、线性代数、数理方程、特殊函数 ……… 三、理论物理的特点 模型建立在一些实验与一系列假设基础之上 模型一般为偏微分方程 求解方程需要特殊的数学方法 理论的正确由求解结果与实验是否相符合来验证 一些基本思想在争论中不断发展 四、适用范围及主要应用 适用于宏观电磁现象，对于微观粒子不考虑波动性 同时也不考虑电磁场的量子性。 主要应用：电力工业技术、 广播、通讯、雷达、 测井技术、加速器、光电子技术、激光理论、非 线性光学、等离子体、天体物理…… 。 五、主要参考书 [1]《电动力学》郭硕鸿 高教出版社 第二版 1997 [2]《电动力学》蔡圣善等 高教出版社 第二版 2002 [3]《电动力学》虞福春 北京大学出版社 1992 [4]《电动力学题解》林璇英、张之翔 科学出版社 1999； [5]《电动力学解题指导》 王雪君 北京师范大学出版社 1998 [6] 经典电动力学(影印版)(第3版) John David Jackson 高等教育出版社 2004 . 六、发展简史 ⑴ 1675 库仑定律 ⑵ 1820 电流磁效应（毕－萨定律） ⑶ 1822 安培作用力定律（电动力学一词开始使用） ⑷ 1831 电磁感应（法拉第），场的思想 ⑸ 1856-1873 麦克斯韦方程，预言了电磁波的存在 ⑹ 1881-1887 迈克尔逊实验（1881）,迈－莫雷实验（1887） ⑺ 1888 赫兹证实电磁波存在 ⑻ 1905 狭义相对论（爱因斯坦“论运动物体的电动力学”）。 绪论结束 法拉第 英国物理学家和化学家。 最主要贡献：1831年发现了电磁感应现象。 1834年他研究电流通过溶液时产生的化学变化，提出了法拉第电解定律。这一定律为发展电结构理论开辟了道路。 1845年9月13日法拉第发现，一束平面偏振光通过磁场时发生旋转，这种现象被称为“法拉第效应”。法拉第认为光具有电磁性质，是光的电磁波理论的先驱 1852年他引进磁力线概念。 他的很多成就不仅非常重要、且是带根本性的理论。 麦克斯韦(James Clerk Maxwel 1831～1879) 实验物理学家迈克尔孙 迈克耳孙1873年毕业于美国海军学院，并留校教物理和化学。大约在5年后，开始进行光速的测量工作，随后游学欧洲，在德国和法国学习光学。回国后离开海军成为凯斯学院物理学教授。迈克耳孙因为精密光学仪器和借助这些仪器进行的光谱学和度量学的研究工作做出的贡献获得1907年的诺贝尔物理学奖。 迈克耳孙自己设计了旋转镜和干涉仪，用以测定微小的长度、折射率和光波波长。1879年，他得到的光速为299910±5千米／秒；1882年，他得到的光速为299853±6千米／秒。这个结果被公认为国际标准，沿用了40年。迈克耳孙最后一次测量光速是在加利福尼亚两座相差35千米的山上进行的，光速测量精确度最后达到了299798±4千米／秒。他就在这次测量过程中中风，于1931年去世。 迈克耳孙最著名的实验是被称为迈克耳孙－莫雷的测定以太是否存在的实验（1887）。 爱因斯坦 爱因斯坦1908年兼任伯尔尼大学编外讲师。1909年离开专利局任苏黎世大学理论物理学副教授。1911年任布拉格德语大学理论物理学教授，1912年任母校苏黎世联邦工业大学教授。1914年，应马克斯·普朗克和瓦尔特·能斯脱的邀请，回德国任威廉皇家物理研究所所长兼柏林大学教授，直到1933年。1920年应亨德里克·安东·洛伦兹和保耳·埃伦菲斯特的邀请，兼任荷兰莱顿大学特邀教授。第一次世界大战爆发后，他投入公开和地下的