清华大学物理系：《经典电动力学》课程教学资源（PDF电子讲义，王青）

经典电动力学 清华大学物理系 王青 4」 ose

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概要 ●描述电磁相互作用的经典理论 ●在宏观尺度的非牛顿力学理论波,粒子m≠d 经典场论(电磁场,引力场) 近代物理的概念,体系和方法场,统,协变 ose

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教材与书 ●自编讲义(pd格式)和教案(pd格讲过的部分放在网络学堂 ●(电动力学),郭硕鸿,高等教育出版社,第二版 (电动力学),张泽喻,赵均著,清华大学出版社 (经典电动力学)上下册,[美]J.D杰克逊著,朱培豫译 人民教育出版社 (Classical Electrodynamics), Third Edition John David Jackson, U C. Berkeley, John Wiley Sons, Inc. (电动力学简明教程),俞允强著,北京大学出版社 (电动力学),尹真著,南京大学出版社 (电动力学),刘觉平著,武汉大学出版社 经典场论),张启仁著,科学出版社 ose

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数学准备:矢量分析;场论;曲线坐标;6函数; Helmholtz定理 教 电磁现象的普遍规律:电磁相互作用的源;电磁相互作用的场与真5/3 空中的基本实验定律;真空中电磁相互作用的场方程;麦 克斯韦方程组的积分形式与微分形式;介质中电磁相互作 用的场方程;电磁场的边值关系;电磁相互作用能量动量的 转化与守恒 静电场和稳恒电流的电磁场:静电势及其微分方程;唯一性定理 及应用;拉普拉斯方程,分离变量法;镜像法;格林函数;静电 场的能量;恒定电流的电场;稳恒电流的磁场,矢势;磁场问 题的一般解法;多极展开 电磁波的传播:理想绝缘介质中的波动方程及平面电磁波解;定态4 波动方程及平面波解;电磁波在界面上的反射和折射;谐振 腔;电磁波的定向传播;电磁波的几何光学极限 ose

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教学大纲 电磁波的辐射:电磁场的矢势和标势;推迟势;辐射电磁场;电磁 波的衍射 狭义相对论:相对论的实验基础;相对论基本原理,洛伦兹变 换;相对论的时空理论;相对论理论的协变形式;相对论力 学;相对论电动力学 带电粒子和电磁场的相互作用:运动带电粒子的电磁场;高速运动 带电粒子的辐射;辐射频谱分析;切伦柯波辐射;带电粒子 的电磁场对粒子本身的版作用 结束语:电动力学在现代物理学中的地位 期末考试 ose

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10/384 数学准备 ose

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矢量分析:矢量的定义 理维空间的理个独立方向,理个互相垂直的单位矢量 或 ex ev ez或ij 11/384 任意一个理维空间的矢量A用理个基矢量展开 A=A1e1+ A2e2+ A3e3 A e 矢量的模 A|=√A2+A2+A3 AA 单位矢量 间1=间2=间e3=1或e=1 ose

11/384 JJ II J I Back Close ➙þ➞Û: ➙þ✛➼➶ ♥➅➌♠✛♥❻Õá➄➉➜♥❻♣❷❘❺✛ü➔➙þ ~e1 ~e2 ~e3 ➼ ~ex ~ey ~ez ➼ ~i ~j ~k ❄➾➌❻♥➅➌♠✛➙þ A~❫♥❻➘➙þÐ♠➭ A~ = A1~e1 + A2~e2 + A3~e3 = X 3 i=1 Ai~ei ➙þ✛✜➭ |A~ | = p A2 1 + A2 2 + A3 3 = vuutX 3 i=1 AiAi ü➔➙þ➭ |~e1| = |~e2| = |~e3| = 1 ➼|~ei | = 1

矢量分析:矢量之间运算的定义 加减法: A±B=(A161+A2E2+A3ea3)±(B11+B2e2+B3e3) 12/384 (A1±B1)e1+(A2+B2)E2+(A3±B3)e3 ∑ A;士B 点求:(点积,标积,内积) 基矢的点求: e1·e 3e1=e2·e3= 0 ose

12/384 JJ II J I Back Close ➙þ➞Û: ➙þ❷♠✩➂✛➼➶ ❭⑦④➭ A~ ± B~ = (A1~e1 + A2~e2 + A3~e3) ± (B1~e1 + B2~e2 + B3~e3) = (A1 ± B1)~e1 + (A2 ± B2)~e2 + (A3 ± B3)~e3 = X 3 i=1 (Ai ± Bi)~ei ✿➛➭ (✿➮➜■➮➜❙➮) ➘➙✛✿➛➭ ~e1 · ~e1 = ~e2 · ~e2 = ~e3 · ~e3 = 1 ~e1 · ~e2 = ~e2 · ~e1 = ~e1 · ~e3 = ~e3 · ~e1 = ~e2 · ~e3 = ~e3 · ~e2 = 0 ➼ ~ei · ~ej = δij ≡  1 i = j 0 i 6= j

矢豫分析:矢量之间运算的定义 A·B=(A1e1+A2e2+A3e3)·(B11+B2e2+B3e3) A1B11·e1+A1B2e1·e2+A1B3e1·e3 13/384 +A2B1e2·e1+A2B2e2·e2+A2B +A3B1e3e1+A3B2e3·e2+A3B3e3·e A,B1+A2B2+A3B3=>AB-B.A 6;具有如下性质: ∑A小=∑A1=A1∑=3 俞用的性质, A,B=∑A∑时∑AB可∑ABA=∑AB ose

13/384 JJ II J I Back Close ➙þ➞Û: ➙þ❷♠✩➂✛➼➶ A~ · B~ = (A1~e1 + A2~e2 + A3~e3) · (B1~e1 + B2~e2 + B3~e3) = A1B1~e1 · ~e1 + A1B2~e1 · ~e2 + A1B3~e1 · ~e3 +A2B1~e2 · ~e1 + A2B2~e2 · ~e2 + A2B3~e2 · ~e3 +A3B1~e3 · ~e1 + A3B2~e3 · ~e2 + A3B3~e3 · ~e3 = A1B1 + A2B2 + A3B3 = X 3 i=1 AiBi = B~ · A~ δijä❦❳❡✺➓➭ δij = δji X 3 j=1 Ajδij = X 3 j=1 Ajδji = Ai X 3 i=1 δii = 3 ⑤❫δij✛✺➓➜ A~ · B~ = X 3 i=1 Ai~ei · X 3 j=1 Bj~ej = X 3 i,j=1 AiBj~ei · ~ej = X 3 i,j=1 AiBjδij = X 3 i=1 AiBi