湖南人文科技学院：信息学院物理学专业《电动力学》理论课程教学大纲

《电动力学》教学大纲 课程性质专业必修课 课程编号 Xx405215 课程名称 电动力学 适用专业物理学 先修课程高等数学、电磁学、数学物理方法 总学时其中理论56学时，实验0学时 学分数3.5 一、课程简介 电动力学是物理学四大力学之一，它是理论物理的重要组成部分，是一门物理专业 本科生必修的基础理论课，在整个培养计划中占有重要的地位。本课程在电磁学、数理 方法等的基础上，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。它在电子科学与技术、光信息科学和技术、应用物理学和材料物理等许多近代科 学和技术的分支中有着广泛的应用。为进一步学习现代物理学和科学技术奠定基础 二、课程教学目标 知识目标 1、通过本课程的学习，使学生对《电动力学》的内容有一个总体了解。掌握其中 的基本概念，熟悉一些重要的理论及公式，并使所学到的知识在头脑中形成合理的结构。 2、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。 3、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和时问、 空间概念，帮助我们进一步形成辩证唯物主义世界观。 能力目标 通过本课程的学习，不仅使学生对电磁现象的认识在电磁学唯象理论的基础上更深 入一步，认清电磁场的本质，了解相对论的时空观，而且要学习用理论物理学处理问题 的方法，提高在本课程领域分析、解决实际问题的能力。为学习应用物理和相关课程打 好基础。 三、课程教学基本要求 1、本课程的内容为理论物理的重要组成部分，其特点之一是注重逻辑推理并具有 很强的系统性和严谨性；其特点之二是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

1 《电动力学》教学大纲 课程性质 专业必修课 课程编号 xx405215 课程名称 电动力学 适用专业 物理学 先修课程 高等数学、电磁学、数学物理方法 总学时 其中理论 56 学时，实验 0 学时 学分数 3.5 一、课程简介 电动力学是物理学四大力学之一,它是理论物理的重要组成部分，是一门物理专业 本科生必修的基础理论课，在整个培养计划中占有重要的地位。本课程在电磁学、数理 方法等的基础上，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。它在电子科学与技术、光信息科学和技术、应用物理学和材料物理等许多近代科 学和技术的分支中有着广泛的应用。为进一步学习现代物理学和科学技术奠定基础 二、课程教学目标 知识目标 1、通过本课程的学习，使学生对《电动力学》的内容有一个总体了解。掌握其中 的基本概念，熟悉一些重要的理论及公式，并使所学到的知识在头脑中形成合理的结构。 2、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。 3、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和时间、 空间概念，帮助我们进一步形成辩证唯物主义世界观。 能力目标 通过本课程的学习，不仅使学生对电磁现象的认识在电磁学唯象理论的基础上更深 入一步，认清电磁场的本质，了解相对论的时空观，而且要学习用理论物理学处理问题 的方法，提高在本课程领域分析、解决实际问题的能力。为学习应用物理和相关课程打 好基础。 三、课程教学基本要求 1、本课程的内容为理论物理的重要组成部分，其特点之一是注重逻辑推理并具有 很强的系统性和严谨性；其特点之二是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，而要重视其应用技巧和处理方法。 2、本课程的内容是几代物理学家（如法拉第、麦克斯韦、爱因斯坦等）进行长期 创造性研究的成果，几乎处处都闪耀着创新精神的光芒。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 四、课程教学模块（或教学内容）与学时分配 序号 教学模块 知识点 学时 1 预备知识：矢掌握：矢量代数，点乘，天量积，混合积，双 2 量分析与场 重矢积，场点与源点基本概念 论基础(4学掌握：梯度、散度和旋度，关于散度和旋度的 时) 一些定理，了算符运算公式 理解：曲线正交坐标系 掌握：电荷守恒定律，磁场的环量和旋度，磁 2 场的散度 理解：比奥-萨伐尔定律 理解：洛伦兹公式 2 掌握：电磁感应定律，位移电流，麦克斯韦方 电磁现象的 程组 普遍规律(12理解：介质的概念，介质的极化，介质的磁化 2 学时) 掌握：介质中的麦克斯韦方程组 掌握：电磁场的边值关系，法向分量与切向分 4 量的跃变 理解：场和电荷系统能量守恒定律的一般形式， 电磁场的能量密度和能流密度 了解：电磁能量的传输 6 静电场（10掌握：静电场的标势，静电势的微分方程和边 2 学时) 值关系 理解：静电场能量

2 记硬背，而要重视其应用技巧和处理方法。 2、本课程的内容是几代物理学家（如法拉第、麦克斯韦、爱因斯坦等）进行长期 创造性研究的成果，几乎处处都闪耀着创新精神的光芒。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 四、课程教学模块（或教学内容）与学时分配 序号 教学模块 知识点 学时 1 预备知识：矢 量分析与场 论基础（4 学 时） 掌握：矢量代数，点乘，矢量积，混合积，双 重矢积，场点与源点基本概念 2 掌握：梯度、散度和旋度，关于散度和旋度的 一些定理，∇算符运算公式 理解：曲线正交坐标系 2 2 电磁现 象的 普遍规律（12 学时） 掌握：电荷守恒定律，磁场的环量和旋度，磁 场的散度 理解：比奥-萨伐尔定律 2 理解：洛伦兹公式 掌握：电磁感应定律，位移电流，麦克斯韦方 程组 2 理解：介质的概念，介质的极化，介质的磁化 掌握：介质中的麦克斯韦方程组 2 掌握：电磁场的边值关系，法向分量与切向分 量的跃变 理解：场和电荷系统能量守恒定律的一般形式， 电磁场的能量密度和能流密度 了解：电磁能量的传输 4 3 静电场 （10 学时） 掌握：静电场的标势，静电势的微分方程和边 值关系 理解：静电场能量 2

理解：静电问题的唯一性定理，有导体存在时 4 的唯一性定理。 掌握：拉普拉斯方程，分离变量法 理解：镜像法的理论依据 2 掌握：镜像法求解静电场 理解：电势的多极展开，电偶极子 2 了解：电四极矩，电荷体系在外场中的能量 4 静磁场(8学 理解：失势，矢势微分方程，失势边值关系 3 了解：静磁场的能量 掌握：磁标势，磁标势的边值关系，分离变量 3 法求解磁标势 理解：矢势的多极展开，磁偶极子的场和磁标 2 了解：小区域内电流分布在外磁场中的能量 电磁波的传 掌握：电磁场波动方程，时谐电磁波，平面电 2 播与辐射(16 磁波 学时) 理解：电磁波的能量和能流 理解：菲涅尔公式 2 掌握：反射和折射定律，全反射 掌握：导体内的自由电荷分布，导体内的电磁 2 波，趋肤效应和穿透深度，导体表面上的反射 掌握：有界空间中的电磁波，理想导体边界条 2 件，谐振腔 掌握：矩形波导中的电磁波，截止频率，TE。波 4 的电磁场和管壁电流 理解：高频电磁能量的传输 掌握：用势描述电磁场，推迟势 4 理解：规范变换和规范不变性，达朗贝尔方程 期中考试与期中考试2课时，习题讲解与复习安排2课时 4

3 理解：静电问题的唯一性定理，有导体存在时 的唯一性定理。 掌握：拉普拉斯方程，分离变量法 4 理解：镜像法的理论依据 掌握：镜像法求解静电场 2 理解：电势的多极展开，电偶极子 了解：电四极矩，电荷体系在外场中的能量 2 4 静磁场（8 学 时） 理解：矢势，矢势微分方程，矢势边值关系 了解：静磁场的能量 3 掌握：磁标势，磁标势的边值关系，分离变量 法求解磁标势 3 理解：矢势的多极展开，磁偶极子的场和磁标 势 了解：小区域内电流分布在外磁场中的能量 2 5 电磁波 的传 播与辐射（16 学时） 掌握：电磁场波动方程，时谐电磁波，平面电 磁波 理解：电磁波的能量和能流 2 理解：菲涅尔公式 掌握：反射和折射定律，全反射 2 掌握：导体内的自由电荷分布，导体内的电磁 波，趋肤效应和穿透深度，导体表面上的反射 2 掌握：有界空间中的电磁波，理想导体边界条 件，谐振腔 2 掌握：矩形波导中的电磁波，截止频率，TE10波 的电磁场和管壁电流 理解：高频电磁能量的传输 4 掌握：用势描述电磁场，推迟势 理解：规范变换和规范不变性，达朗贝尔方程 4 6 期中考试与 期中考试 2 课时，习题讲解与复习安排 2 课时 4

习题课(4学 时) 四、教学方法与策略 课程以课堂讲授为主，小组讨论与习题剖析为辅。 五、学生学习成效考核方式 考核环节构成 占总成绩 评分依据 (均为100分制 的比重 考勤及课后作业 考勤计5分，缺课一次扣1分，作业计5分，作业分20% 求平均，未按时交计零分。 期末考试 闭卷，选择题(20%)、填空题(20%)判断题(20%)、 80% 计算题(40%) 六、选用教材 郭硕鸿著，《电动力学》，高等教育出版社，2008年第三版。 七、参考资料 1.散学参考书 1)俎栋林著，《电动力学（修订版）》，清华大学出版社，2016年第一版。 2)李元杰著，《电动力学》，机械工业出版社，2014年第一版。 3)罗春荣著，《电动力学》，电子工业出版社，2016年第一版。 4)(美)格里菲斯著，贾瑜，胡行，孙强译《电动力学导论》，机械工业出版社，2014 年第一版。 5)David.Griffiths著，《电动力学导论（英文版）》，世界图书出版社，2006年第 一版。 大纲起草人：何杰辉 大纲审核人：丁持坤 大纲批准人：谢四莲 日期：2016年12月20日

4 习题课（4 学 时） 四、教学方法与策略 课程以课堂讲授为主，小组讨论与习题剖析为辅。 五、学生学习成效考核方式 六、选用教材 郭硕鸿著，《电动力学》，高等教育出版社，2008 年第三版。 七、参考资料 1.教学参考书: 1）俎栋林著，《电动力学（修订版）》，清华大学出版社，2016 年第一版。 2）李元杰著，《电动力学》，机械工业出版社，2014 年第一版。 3）罗春荣著，《电动力学》，电子工业出版社，2016 年第一版。 4）(美)格里菲斯著，贾瑜，胡行，孙强译《电动力学导论》，机械工业出版社，2014 年第一版。 5）David J.Griffiths 著，《电动力学导论（英文版）》，世界图书出版社，2006 年第 一版。 大纲起草人：何杰辉 大纲审核人：丁持坤 大纲批准人：谢四莲 日期：2016 年 12 月 20 日 考核环节构成 （均为 100 分制） 评分依据 占总成绩 的比重 考勤及课后作业 考勤计 5 分，缺课一次扣 1 分，作业计 5 分，作业分 求平均，未按时交计零分。 20% 期末考试 闭卷，选择题（20%）、填空题（20%）判断题（20%）、 计算题（40%） 80%