《电动力学》课程教学大纲 Electrodynamics.doc

二、教学内容与预期学习成效学时知识单元对应课程目标预期学习成效教学活动知识点或能力1.课前预习2.课堂教学1．掌握失量分析：理论1.场论初步：失量分析：3.课后巩周：学习笔31.绪论4学2.理解失量微分算符的2.提升数理理论水平，为本课程的顺利学习奠定基础：记，查阅资料等：时双重特性：4．互动提高：作业、网络论坛、答疑1，电荷和电磁：库仑定律，高斯定理和电场的散度，静电场的旋度：2.电流和磁场：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，旋度和敢度公式的证明：1.掌握电磁场的实验基础3，麦克斯书方程组：电场感应定律，位移电流，麦克斯韦方程1.课前预习：和基本理论规律：组，洛伦兹力公式：2.课堂教学：2.理解描述电磁场的普遍4．介质的电磁性质：关于介质的概念，介质的极化，介质的磁理论2.电磁场的普遍3.课后巩固：学习笔规律是麦克斯韦方程组：1、3、5化，介质中的麦克斯韦方程组：12学记，查阅资料等：规律3.理解解决电磁问题的理5.介质的电磁性质：法向分量的跃变，切向分量的跃变：时论上麦克斯韦方程组和洛4．互动提高：作业、6.电磁场的能量和能流：电磁场能量密度和能流密度表示式，网络论坛、答疑仑兹力公式场和电荷系统的守恒定律：7.具备通过实验定律和数理推论获得该领域普遍规律的专业意识：8.提升数理应用能力：9，渗透唯物主义世界观教育：1.掌握静电场问题定解的1：静电场的标势及其微分方程：静电场的标势，静电势的微分1.课前预习：唯一性定理：方程和边值关系：静电场能量：2.课堂教学：理论2.掌握用分离变量法、镜2.唯一性定理：静电向题的唯一性定理3.课后巩固：学习笔12学3.静电场1、2、3像法处理特殊静电场问题3.拉普拉斯方程分离变量法：记，查阅资料等：的方法：4.镜像法：时4.互动提高：作业、3.理解多极展开方法处理5.电多极矩：电势的多极展开，电偶极矩网络论坛、答疑静场间愿的方法6.具备解决静电问题的能力：2

2 二、教学内容与预期学习成效知识单元对应课程目标预期学习成效知识点或能力教学活动学时 1．绪论 3 1．掌握矢量分析； 2．理解矢量微分算符的双重特性； 1．场论初步：矢量分析； 2．提升数理理论水平，为本课程的顺利学习奠定基础； 1．课前预习； 2．课堂教学； 3．课后巩固：学习笔记，查阅资料等； 4．互动提高：作业、网络论坛、答疑理论 4 学时 2．电磁场的普遍规律 1、3、5 1．掌握电磁场的实验基础和基本理论规律； 2．理解描述电磁场的普遍规律是麦克斯韦方程组； 3．理解解决电磁问题的理论上麦克斯韦方程组和洛仑兹力公式； 1．电荷和电磁：库仑定律，高斯定理和电场的散度，静电场的旋度； 2．电流和磁场：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，旋度和散度公式的证明； 3．麦克斯韦方程组：电场感应定律，位移电流，麦克斯韦方程组，洛伦兹力公式； 4．介质的电磁性质：关于介质的概念，介质的极化，介质的磁化，介质中的麦克斯韦方程组； 5．介质的电磁性质：法向分量的跃变，切向分量的跃变； 6．电磁场的能量和能流：电磁场能量密度和能流密度表示式，场和电荷系统的守恒定律； 7．具备通过实验定律和数理推论获得该领域普遍规律的专业意识； 8．提升数理应用能力； 9．渗透唯物主义世界观教育； 1．课前预习； 2．课堂教学； 3．课后巩固：学习笔记，查阅资料等； 4．互动提高：作业、网络论坛、答疑理论 12学时 3．静电场 1、2、3 1．掌握静电场问题定解的唯一性定理； 2．掌握用分离变量法、镜像法处理特殊静电场问题的方法； 3．理解多极展开方法处理静场问题的方法； 1．静电场的标势及其微分方程：静电场的标势，静电势的微分方程和边值关系，静电场能量； 2．唯一性定理：静电问题的唯一性定理； 3．拉普拉斯方程分离变量法； 4．镜像法； 5．电多极矩：电势的多极展开，电偶极矩； 6．具备解决静电问题的能力； 1．课前预习； 2．课堂教学； 3．课后巩固：学习笔记，查阅资料等； 4．互动提高：作业、网络论坛、答疑理论 12学时

1.组织学生课前预习1.理解静场唯一性定理的1：失势及其微分方程：矢势，失势微分方程：失势边值关系，并在课堂上讲课：理论应用：静磁场的能量：2.课后巩固：学习笔8学2.掌握分离变量法、镜像2.磁标势：4.静磁场1、2、3记，查阅资料等：法、多极展开在静磁场中3.磁多极矩：矢势的多极展开，磁偶极矩的场和磁标势，小区时3.互动提高：作业、的应用：域内电流分布在外磁场中的能量：网络论坛、答疑1.平面电磁波：电磁场波动方程，时谐电磁波，平面电磁波，1.课前预习：电磁波的能量和能流：1.掌握平面电磁波形成的2.课堂教学；2.电磁波在介质界面上的反射和折射：反射和折射定理，振幅理论条件、特性：3.课后巩固：学习笔关系，菲涅尔公式，全反射：8学2.掌握电磁波在介质、导5.电磁波的传播2、3、5记，查阅资料等：3.有导体存在时电磁波的传播：导体内自由电荷分布，导体内体界面上反射和折射时相时4．互动提高：作业、位变化和能量分配规律：的电磁波，趋肤效应和穿透深度：网络论坛、答疑4.加深电磁波具有物质属性的客观运动本质：1.课前预习：1.掌握用势函数描述电磁1.电磁场的矢势和标势：用势描述电磁场，规范变换和规范不2.课堂教学：波的方法和特征：理论变性，达朗贝尔方程：3.课后巩周：学习笔2．了解推迟势的推导过10学2.推迟势：电偶极辐射：计算辐射场的一般公式，矢势的展开6.电磁波的辐射2、3、5记，查阅资料等：程：式，电偶极辐射，辐射能流角分布辐射功率：时3.理解推迟势的含义4.互动提高：作业、3、树立客观物质有限速度运动的认识：4.掌握电偶极辐射理论：网络论坛、答疑相对论产生的历史背景，相对论的实验基础：1.2.相对论的基本原理：相对论的基本原理，间隔不变性，洛伦1.课前预习：1.理解相对论时空理论产慈变换，相对论时空结果，因果律和相互作用的最大传播速度：2.课堂教学：生的实验和理论背景：3.相对论的时空理论：同时相对性，运动时钟的延缓，运动尺3.课后巩固：学习笔理论2.掌握相对论时空理论的度的缩短，速度变换公式：记，查阅资料等：10学7.狭义相对论1、4、5特征：4，相对论理论的四维形式：三维空间的正交变换，物理量按空4.互动提高：作业、时3.了解相对论时空理论下间变换性质的分类，洛伦慈变换的四维形式网络论坛、答疑5.效5.建立正确的时空观，树立认识客观世界理解的基础上实验（自电磁理论的表述：果提升：小论文然逻辑）和人类创新意识的完美结合：6.树立客观物质有限速度运动的认识：说明：1.预期学习成效指学生应达到的知识、能力、素质，可用了解、理解、掌握、应用“等词汇多层次表达。2．知识点或能力指具体的教学内容。3，教学活动指教学组织、教学手段、教学方式、方法等教学设计，如：课堂教授、课程案例分析、研讨、作业练习、小设计、社会调查、实验等等。3

3 4．静磁场 1、2、3 1．理解静场唯一性定理的应用； 2．掌握分离变量法、镜像法、多极展开在静磁场中的应用； 1．矢势及其微分方程：矢势，矢势微分方程，矢势边值关系，静磁场的能量； 2．磁标势； 3．磁多极矩：矢势的多极展开，磁偶极矩的场和磁标势，小区域内电流分布在外磁场中的能量； 1．组织学生课前预习并在课堂上讲课； 2．课后巩固：学习笔记，查阅资料等； 3．互动提高：作业、网络论坛、答疑理论 8 学时 5．电磁波的传播 2、3、5 1．掌握平面电磁波形成的条件、特性； 2．掌握电磁波在介质、导体界面上反射和折射时相位变化和能量分配规律； 1．平面电磁波：电磁场波动方程，时谐电磁波，平面电磁波，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：反射和折射定理，振幅关系，菲涅尔公式，全反射； 3．有导体存在时电磁波的传播：导体内自由电荷分布，导体内的电磁波，趋肤效应和穿透深度； 4．加深电磁波具有物质属性的客观运动本质； 1．课前预习； 2．课堂教学； 3．课后巩固：学习笔记，查阅资料等； 4．互动提高：作业、网络论坛、答疑理论 8 学时 6．电磁波的辐射 2、3、5 1．掌握用势函数描述电磁波的方法和特征； 2．了解推迟势的推导过程； 3．理解推迟势的含义； 4．掌握电偶极辐射理论； 1．电磁场的矢势和标势：用势描述电磁场，规范变换和规范不变性，达朗贝尔方程； 2．推迟势；电偶极辐射：计算辐射场的一般公式，矢势的展开式，电偶极辐射，辐射能流角分布辐射功率； 3．树立客观物质有限速度运动的认识； 1．课前预习； 2．课堂教学； 3．课后巩固：学习笔记，查阅资料等； 4．互动提高：作业、网络论坛、答疑理论 10学时 7．狭义相对论 1、4、5 1．理解相对论时空理论产生的实验和理论背景； 2．掌握相对论时空理论的特征； 3．了解相对论时空理论下电磁理论的表述； 1．相对论产生的历史背景，相对论的实验基础； 2．相对论的基本原理：相对论的基本原理，间隔不变性，洛伦兹变换，相对论时空结果，因果律和相互作用的最大传播速度； 3．相对论的时空理论：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； 4．相对论理论的四维形式：三维空间的正交变换，物理量按空间变换性质的分类，洛伦兹变换的四维形式； 5．建立正确的时空观，树立认识客观世界理解的基础上实验（自然逻辑）和人类创新意识的完美结合； 6．树立客观物质有限速度运动的认识； 1．课前预习； 2．课堂教学； 3．课后巩固：学习笔记，查阅资料等； 4．互动提高：作业、网络论坛、答疑 5．效果提升：小论文理论 10学时说明：1．预期学习成效指学生应达到的知识、能力、素质，可用了解、理解、掌握、应用”等词汇多层次表达。 2．知识点或能力指具体的教学内容。 3．教学活动指教学组织、教学手段、教学方式、方法等教学设计，如：课堂教授、课程案例分析、研讨、作业练习、小设计、社会调查、实验等等

三、课程目标达成度评价1.课程目标1、2、4的达成度主要通过课程作业、网络学习、闭卷考试进行综合考评；2.课程目标3、5的达成度主要通过课堂提问和讨论、课外小论文的完成进行考评：四、成绩评定1.课程成绩构成：总评成绩（100%）=平时成绩（40%）+期末成绩（60%）2.平时成绩构成：平时成绩（100%）=出勤（20%）+课堂表现（10%）+学习笔记（20%）+课后作业（20%）+网络学习（20%）+课外阅读和扩展（10%）。（1）出勤。无故旷课1次扣30分（百分制），迟到、早退一次扣10（可酌情增减最高不超过30分）。无故缺勤3次及以上，报学院教办批准后取消考试资格。请假以课前学院签批的正规请假条为准。（2）课堂表现：主要有课堂提问和讨论。本课程授课时会对用到的前面的内容进行提问或讨论，要求学生有准备或即兴地交流，必要时可分小组准备或讨论。要求小组成员都要充分参与讨论。讨论课采用抽签的方式确定汇报小组及汇报人。（3)学习笔记。学习本课程，课后自学、钻研十分必要，学习笔记或课本标注也就能体现自学效果。主要是学习笔记、课堂笔记或教材空白处的标记。（4）课后作业：总6次（每章一次共六章），每次评定成绩后求平均。延迟上交按正常上交的80%评定。（5）网络学习：本课程开通网络学习平台，主要有网络资料学习、在线测试、网络论坛交流等。根据网络学习情况给出该部分成绩。（6）课外阅读和扩展。根据授课需要，授课中会布置1到2次课外阅读或文献查阅，主要是狭义相对论章节，来加深课程教学内容的理解。3．期末考试。期末考试采取闭卷考试的方式进行。期末考试卷面成绩未达40%者，该门课程成绩作不及格处理。五、课程教材及主要参考书1、建议教材：郭硕鸿：电动力学（第三版），北京：高等教育出版社：2．主要参考书：黄酒本，方奕忠．电动力学学习辅导书，北京：高等教育出版社：4

4 三、课程目标达成度评价 1．课程目标 1、2、4 的达成度主要通过课程作业、网络学习、闭卷考试进行综合考评； 2．课程目标 3、5 的达成度主要通过课堂提问和讨论、课外小论文的完成进行考评；四、成绩评定 1．课程成绩构成：总评成绩（100%）=平时成绩（40 %）+期末成绩（60 %） 2．平时成绩构成：平时成绩（100%）＝出勤（20%）+课堂表现（10%）+学习笔记（20%） +课后作业（20%）+网络学习（20%）+课外阅读和扩展（10%）。（1）出勤。无故旷课 1 次扣 30 分（百分制），迟到、早退一次扣 10（可酌情增减最高不超过 30 分）。无故缺勤 3 次及以上，报学院教办批准后取消考试资格。请假以课前学院签批的正规请假条为准。（2）课堂表现：主要有课堂提问和讨论。本课程授课时会对用到的前面的内容进行提问或讨论，要求学生有准备或即兴地交流，必要时可分小组准备或讨论。要求小组成员都要充分参与讨论。讨论课采用抽签的方式确定汇报小组及汇报人。（3)学习笔记。学习本课程，课后自学、钻研十分必要，学习笔记或课本标注也就能体现自学效果。主要是学习笔记、课堂笔记或教材空白处的标记。（4）课后作业：总 6 次（每章一次共六章），每次评定成绩后求平均。延迟上交按正常上交的 80%评定。（5）网络学习：本课程开通网络学习平台，主要有网络资料学习、在线测试、网络论坛交流等。根据网络学习情况给出该部分成绩。（6）课外阅读和扩展。根据授课需要，授课中会布置 1 到 2 次课外阅读或文献查阅，主要是狭义相对论章节，来加深课程教学内容的理解。 3．期末考试。期末考试采取闭卷考试的方式进行。期末考试卷面成绩未达 40%者，该门课程成绩作不及格处理。五、课程教材及主要参考书 1．建议教材：郭硕鸿．电动力学（第三版），北京：高等教育出版社； 2．主要参考书：黄迺本，方奕忠．电动力学学习辅导书，北京：高等教育出版社；