曲华師范大学教学大纲课程名称电动力学课程号072114学院物理工程学院专业物理学
1 教 学 大 纲 课程名称 电动力学 课 程 号 072114 学 院 物理工程学院 专 业 物理学
《电动力学》教学大纲课程类别专业必修课072114课程编号课程名称电动力学Electrodynamics英文名称45建议修读学期学分0实验学时72其中：实践学时18总学时数其他学时18高等数学、电磁学、数学物理方法预修课程考核方式作业成绩，平时成绩，期中考试，期末考试。适用专业物理学张旭大纲审核人王海龙大纲执笔人一、课程性质电动力学是物理学专业重要的理论必修课程。电动力学的教学对象为物理学专业本科生。该门课程的预修课程是高等数学、电磁学、数学物理方法等课程。电动力学在电磁学的基础上系统地阐述宏观电磁场的基本理论，并且研究电磁波的传播和辐射规律以及电磁场和带电物质之间的相互作用。通过电动力学的学习，可以使学生在电磁学的基础上更加深入地认识电磁场的本质，还可以理解相对论的时空观，而且要学习理论物理处理问题的方法，提高在本课程相关领域分析、解决实际问题的能力。二、课程目标1.通过学习电磁场的基本规律，加深对电磁场基本性质的理解。掌握麦克斯韦方程组、洛伦兹力、介质的电磁性质；能够把电磁场的基本理论应用到静电场和静磁场情形；掌握电磁波的传播和电磁波的辐射规律。熟悉法拉第、麦克斯韦、爱因斯坦等物理学家对本门课程领域的贡献。（支撑毕业要求2、3）2.通过学习狭义相对论，理解狭义相对论的基本原理及时空观。掌握洛伦兹变换和相对论的时空理论；根据相对论的时空观解决电动力学的参考系问题，把电动力学的基本方程表示为适用于一切惯性参考系的形式，并导出势和电磁场的变换关系；把力学规律推广为相对论协变形式。（支撑毕业要求3）2
2 《电动力学》教学大纲 课程编号 072114 课程类别 专业必修课 课程名称 电动力学 英文名称 Electrodynamics 学分 4 建议修读学期 5 总学时数 72 其中：实践学时18 实验学时 0 其他学时 18 预修课程 高等数学、电磁学、数学物理方法 考核方式 作业成绩，平时成绩，期中考试，期末考试。 适用专业 物理学 大纲执笔人 张旭 大纲审核人 王海龙 一、课程性质 电动力学是物理学专业重要的理论必修课程。电动力学的教学对象为物理学 专业本科生。该门课程的预修课程是高等数学、电磁学、数学物理方法等课程。 电动力学在电磁学的基础上系统地阐述宏观电磁场的基本理论，并且研究电磁波 的传播和辐射规律以及电磁场和带电物质之间的相互作用。通过电动力学的学 习，可以使学生在电磁学的基础上更加深入地认识电磁场的本质，还可以理解相 对论的时空观，而且要学习理论物理处理问题的方法，提高在本课程相关领域分 析、解决实际问题的能力。 二、课程目标 1. 通过学习电磁场的基本规律，加深对电磁场基本性质的理解。掌握麦克斯 韦方程组、洛伦兹力、介质的电磁性质；能够把电磁场的基本理论应用到静电场 和静磁场情形；掌握电磁波的传播和电磁波的辐射规律。熟悉法拉第、麦克斯韦、 爱因斯坦等物理学家对本门课程领域的贡献。（支撑毕业要求 2、3） 2. 通过学习狭义相对论，理解狭义相对论的基本原理及时空观。掌握洛伦兹 变换和相对论的时空理论；根据相对论的时空观解决电动力学的参考系问题，把 电动力学的基本方程表示为适用于一切惯性参考系的形式，并导出势和电磁场的 变换关系；把力学规律推广为相对论协变形式。（支撑毕业要求 3）
3．培养学生严谨求实的科学态度、科学的思维方法和踏实的工作作风，获得在本课程领域内分析和处理一些最基本问题的初步能力。对于本课程的难点和与本课程领域相关的科技发展前沿，通过查阅参考书目和有关科技文献，以个体或学习小组为单位开展自学和互助合作学习。通过课下交流、小组讨论等形式，培养沟通合作、团队协作能力。（支撑毕业要求3、8）4.培养学生查阅和整理文献的习惯，提高利用信息技术获取及处理信息的能力，了解电动力学的发展过程与研究前沿，提高学生的综合分析能力；培养学生初步掌握反思方法和技能，形成批判性思维，具有一定的创新意识和创新精神：培养学生终身学习的意识，增强他们在教育教学与科学研究中分析问题和解决问题的能力。（支撑毕业要求4、6、7）三、课程目标与毕业要求的对应关系毕业要求指标点课程目标1：熟悉该课程中涉及到的著名物理学家法拉第、麦克斯韦、爱因斯坦等的光辉事迹。毕业要求2教育情怀课程目标12.培养实事求是、独立思考、勇于创新的科学精神。1.掌握电磁场的基本规律，加深对电磁场性质的理解：掌握麦克斯韦方程组和洛伦兹力：掌握求解静电场和静磁场的一些基本方法：理解电磁波传播和辐射的基本规律。课程目标1课程目标2毕业要求3学科素养2.熟悉相对论的历史背景、实验基础，理解狭义相对论的基本原理，掌握洛伦兹变换及其四维形课程目标3式，掌握相对论的时空理论和相对论力学。3.具备科学思维能力，能够综合运用在本课程中学到的知识解决相关实际问题。1：通过学习本课程，加深对中学物理教材中电磁学部分知识的理解。毕业要求4教学能力课程目标42.具有教育教学与科学研究中分析问题和解决问题的能力。3
3 3. 培养学生严谨求实的科学态度、科学的思维方法和踏实的工作作风，获 得在本课程领域内分析和处理一些最基本问题的初步能力。对于本课程的难点和 与本课程领域相关的科技发展前沿，通过查阅参考书目和有关科技文献，以个体 或学习小组为单位开展自学和互助合作学习。通过课下交流、小组讨论等形式， 培养沟通合作、团队协作能力。（支撑毕业要求 3、8） 4. 培养学生查阅和整理文献的习惯，提高利用信息技术获取及处理信息的 能力，了解电动力学的发展过程与研究前沿，提高学生的综合分析能力；培养学 生初步掌握反思方法和技能，形成批判性思维，具有一定的创新意识和创新精神； 培养学生终身学习的意识，增强他们在教育教学与科学研究中分析问题和解决问 题的能力。（支撑毕业要求 4、6、7） 三、课程目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 指标点 课程目标 毕业要求2 教育情怀 1. 熟悉该课程中涉及到的著名物理学家法拉第、 麦克斯韦、爱因斯坦等的光辉事迹。 2. 培养实事求是、独立思考、勇于创新的科学精 神。 课程目标1 毕业要求3 学科素养 1. 掌握电磁场的基本规律，加深对电磁场性质的 理解：掌握麦克斯韦方程组和洛伦兹力；掌握求 解静电场和静磁场的一些基本方法；理解电磁波 传播和辐射的基本规律。 2. 熟悉相对论的历史背景、实验基础，理解狭义 相对论的基本原理，掌握洛伦兹变换及其四维形 式，掌握相对论的时空理论和相对论力学。 3.具备科学思维能力，能够综合运用在本课程中 学到的知识解决相关实际问题。 课程目标1 课程目标2 课程目标3 毕业要求4 教学能力 1. 通过学习本课程，加深对中学物理教材中电磁 学部分知识的理解。 2. 具有教育教学与科学研究中分析问题和解决问 题的能力。 课程目标4
理解物理在培养人的理性思维方面的巨大作用。毕业要求6综合育人理解物理学科的育人价值，能够结合物理教学进课程目标4行育人活动。1：具有终身学习意识和专业发展能力。2.能掌握一定的反思方法，在知识的学习过程中毕业要求7学会反思课程目标4具备批判性思维能力，在物理教育和科研中具有创新意识和创新精神。1.在本课程的学习过程中锻炼与他人沟通交流的能力，对于学习过程中遇到的困难和困惑，经与他人讨论，能够解决问题，提高分析和解决实际毕业要求8沟通合作问题的能力。课程目标32.对于本课程中的难点或感兴趣的科学前沿问题，通过小组讨论，得到有价值的结论，培养团队协作精神。四、教学内容及课时安排内容专题、学时支撑课程目标课程目标1引言引言及矢量分析（6学时）课程目标2矢量分析课程目标31.1：电荷和电场课程目标11.2：电流和磁场1.3：麦克斯韦方程组课程目标2电磁现象的普遍规律（12学时）1.4：介质的电磁性质课程目标31.5：电磁场边值关系课程目标41.6：电磁场的能量和能流2.1：静电场的标势及其微分方程课程目标12.2：唯一性定理课程目标2静电场（10学时）2.3：拉普拉斯方程分离变量法课程目标32.4镜象法课程目标42.5：格林函数4
4 毕业要求6 综合育人 理解物理在培养人的理性思维方面的巨大作用。 理解物理学科的育人价值，能够结合物理教学进 行育人活动。 课程目标4 毕业要求7 学会反思 1. 具有终身学习意识和专业发展能力。 2. 能掌握一定的反思方法，在知识的学习过程中 具备批判性思维能力，在物理教育和科研中具有 创新意识和创新精神。 课程目标4 毕业要求8 沟通合作 1. 在本课程的学习过程中锻炼与他人沟通交流的 能力，对于学习过程中遇到的困难和困惑，经与 他人讨论，能够解决问题，提高分析和解决实际 问题的能力。 2. 对于本课程中的难点或感兴趣的科学前沿问 题，通过小组讨论，得到有价值的结论，培养团 队协作精神。 课程目标3 四、教学内容及课时安排 专题、学时 内容 支撑课程目标 引言及矢量分析（6 学时） 引言 矢量分析 课程目标1 课程目标2 课程目标3 电磁现象的普遍规律（12 学时） 1.1：电荷和电场 1.2：电流和磁场 1.3：麦克斯韦方程组 1.4：介质的电磁性质 1.5：电磁场边值关系 1.6：电磁场的能量和能流 课程目标1 课程目标2 课程目标3 课程目标4 静电场（10 学时） 2.1：静电场的标势及其微分方程 2.2：唯一性定理 2.3：拉普拉斯方程 分离变量法 2.4：镜象法 2.5：格林函数 课程目标1 课程目标2 课程目标3 课程目标4
2.6：电多极矩3.1：矢势及其微分方程课程目标13.2：磁标势课程目标2静磁场（6学时）3.3：磁多极矩课程目标33.4：阿哈罗诺夫一一玻姆效应课程目标43.5：超导体的电磁性质4.1：平面电磁波课程目标14.2：电磁波在介质分界面上的反射和折射课程目标2电磁波的传播（12学时）4.3：有导体存在时电磁波的传播课程目标34.4：谐振腔课程目标44.5：波导5.1：电磁场的矢势和标势5.2：推迟势课程目标15.3：电偶极辐射课程目标2电磁波的辐射（12学时）5.4：磁偶极辐射和电四极辐射课程目标35.5：天线辐射课程目标45.6：电磁波的衍射5.7：电磁场的动量6.1：相对论的实验基础课程目标16.2：相对论的基本原理洛伦兹变换6.3：相对论的时空理论课程目标2狭义相对论（14学时）6.4：相对论理论的四维形式课程目标36.5：电动力学的相对不变性课程目标46.6：相对论力学五、教学方法本课程教学采用教师讲授、学生自学与课堂讨论相结合的方法，注重对学生的启发与引导，鼓励学生参与课堂互动。教师讲授采用板书加多媒体教学的教学模式，建立传统教学与多媒体教学有机结合的混合式教学模式。教学过程以学生为主体，以主讲教师为主导。针对各章节内容，适当选讲部分科研前沿问题以激发学生的学习积极性。每周安排固定的时间和教室对学生进行辅导答疑。另外，该门课程有专门的师生互动学习群（QQ群、微信群等），全体同学和主讲教师都会加入该师生互5
5 2.6：电多极矩 静磁场（6 学时） 3.1：矢势及其微分方程 3.2：磁标势 3.3：磁多极矩 3.4：阿哈罗诺夫——玻姆效应 3.5：超导体的电磁性质 课程目标1 课程目标2 课程目标3 课程目标4 电磁波的传播（12 学时） 4.1：平面电磁波 4.2：电磁波在介质分界面上的反射和 折射 4.3：有导体存在时电磁波的传播 4.4：谐振腔 4.5：波导 课程目标1 课程目标2 课程目标3 课程目标4 电磁波的辐射（12 学时） 5.1：电磁场的矢势和标势 5.2：推迟势 5.3：电偶极辐射 5.4：磁偶极辐射和电四极辐射 5.5：天线辐射 5.6：电磁波的衍射 5.7：电磁场的动量 课程目标1 课程目标2 课程目标3 课程目标4 狭义相对论（14 学时） 6.1：相对论的实验基础 6.2：相对论的基本原理 洛伦兹变换 6.3：相对论的时空理论 6.4：相对论理论的四维形式 6.5：电动力学的相对不变性 6.6：相对论力学 课程目标1 课程目标2 课程目标3 课程目标4 五、教学方法 本课程教学采用教师讲授、学生自学与课堂讨论相结合的方法，注重对学生 的启发与引导，鼓励学生参与课堂互动。教师讲授采用板书加多媒体教学的教学 模式，建立传统教学与多媒体教学有机结合的混合式教学模式。教学过程以学生 为主体，以主讲教师为主导。针对各章节内容，适当选讲部分科研前沿问题以激 发学生的学习积极性。 每周安排固定的时间和教室对学生进行辅导答疑。另外，该门课程有专门的 师生互动学习群（QQ 群、微信群等），全体同学和主讲教师都会加入该师生互