电磁学绪论.ppt

123课程简介课程类型：课程类型：物理学专业必修专业基础课物理学专业必修专业基础课成绩评定：（成绩评定：（全程跟踪考核法全程跟踪考核法）期末考试（期末考试（60%60%），作业及平时（），作业及平时（15%15%），），课程章节总结（课程章节总结（5%），课），课程论文程论文（20%）。学时学分：学时学分：7575学时，学时，4 4学分学分先修要求：先修要求：高等数学高等数学 力学力学 热学热学 基本目的：基本目的：1.1.全面地、系统地掌握电磁运动的基本现象、基全面地、系统地掌握电磁运动的基本现象、基 本概念和基本规律本概念和基本规律。2.2.具有一定的分析和解决电磁学问题的能力，为具有一定的分析和解决电磁学问题的能力，为 后继课程奠定必要的基础。后继课程奠定必要的基础。4 围绕电磁学的基本规律及其应用，自己选围绕电磁学的基本规律及其应用，自己选题，自找参考资料，独立撰写。期末前组织优题，自找参考资料，独立撰写。期末前组织优秀论文讲演。培养大家的主动学习积极性，拓秀论文讲演。培养大家的主动学习积极性，拓宽知识面，培养理论联系实际的精神。宽知识面，培养理论联系实际的精神。评分要求评分要求:思路清晰思路清晰,观点正确观点正确,推理符合逻辑、推理符合逻辑、具有明确的结论具有明确的结论.论文成绩占电磁学总成绩的论文成绩占电磁学总成绩的2020%。课程论文：课程论文：5目目 录录第第1章章 静电场的基本规律静电场的基本规律第第2章章 有导体时的静电场有导体时的静电场第第3章章 静电场中的电介质静电场中的电介质第第4章章 恒定电流和电路恒定电流和电路第第5章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场 第第6章章 电磁感应与暂态过程电磁感应与暂态过程第第7章章 磁介质磁介质第第9章章 时变电磁场和电磁波时变电磁场和电磁波电电 磁磁 学学(Electromagnetism)6 电磁学是经典物理学的一部分。电磁学是经典物理学的一部分。一、一、电磁学研究对象电磁学研究对象：电荷、电流产生电场、磁场的规律电荷、电流产生电场、磁场的规律;电场和磁电场和磁场的相互联系场的相互联系;电磁场对电荷、电流的作用电磁场对电荷、电流的作用;电电磁场对物质的各种效应。磁场对物质的各种效应。绪 论 二、电磁学内容：二、电磁学内容：静电学静电学;恒定电流恒定电流;恒定电流的磁场恒定电流的磁场;电磁感应电磁感应;电磁场与电磁波电磁场与电磁波电电 磁磁 学学(Electromagnetism)7三、关于电磁学的教学三、关于电磁学的教学1.1.电磁学作为研究对象的重大变化，必将引起基本电磁学作为研究对象的重大变化，必将引起基本 观念、规律性质的深刻变化，必将导致新的概念、观念、规律性质的深刻变化，必将导致新的概念、新的研究方法、新的描述手段和新的数学工具的出新的研究方法、新的描述手段和新的数学工具的出现，从而标志新的研究领域的开辟，现，从而标志新的研究领域的开辟，预示新的理论预示新的理论的诞生。的诞生。2.电磁场理论的研究由静止转为运动，由稳恒步入电磁场理论的研究由静止转为运动，由稳恒步入变化，最终建立了一组十分优美而简洁的变化，最终建立了一组十分优美而简洁的麦克斯韦麦克斯韦方程组方程组。它概括了麦克斯韦之前所有的电磁经验。它概括了麦克斯韦之前所有的电磁经验83.3.电磁学的难点在于电磁学的难点在于“场场”。场是在一定空间范围内连。场是在一定空间范围内连续分布的客体，从概念到方法，对我们来说都是全新续分布的客体，从概念到方法，对我们来说都是全新的。认识场要从它的空间分布规律入手，从总体上去的。认识场要从它的空间分布规律入手，从总体上去把握，掌握恰当的描述方式和新的概念。把握，掌握恰当的描述方式和新的概念。静电学是整静电学是整个电磁学的基础和重点。个电磁学的基础和重点。定律。它不仅是物理学史上划时代的伟大成就，也定律。它不仅是物理学史上划时代的伟大成就，也为为理解什么是物理理论、怎样建立物理理论提供了理解什么是物理理论、怎样建立物理理论提供了光辉的范例。光辉的范例。9四、电磁学发展简史四、电磁学发展简史1 1、电学（、电学（electricityelectricity）起源于古希腊的哲学家台利斯（起源于古希腊的哲学家台利斯（Thalas Thalas 公公元前元前600600年）发现的一种现象：一块琥珀经过摩年）发现的一种现象：一块琥珀经过摩擦后会吸引草屑。琥珀：来源于希腊文擦后会吸引草屑。琥珀：来源于希腊文electron,electron,所以，英语所以，英语electronelectron电子、电子、electricityelectricity 电学、电学、electrostatic fieldelectrostatic field静静电场，凡带电场，凡带“电电”都有词头都有词头“electronelectron”。这一。这一部分实际是静电学。部分实际是静电学。102 2、磁学（、磁学（MagnetismMagnetism）要追溯到天然要追溯到天然“石块石块”吸引铁钉现象：这种吸引铁钉现象：这种“石块石块”对铁有吸引力，在铁钉附件放此对铁有吸引力，在铁钉附件放此“石块石块”铁钉就扑向石块铁钉就扑向石块 ，好的慈母对婴儿的吸引一，好的慈母对婴儿的吸引一样。样。“石块石块”铁钉铁钉 慈母慈母婴儿婴儿 这石块取名为这石块取名为“慈石慈石”，后衍化为，后衍化为“磁石磁石”。公元前三世纪：公元前三世纪：吕氏春秋吕氏春秋：慈石召铁，石，铁之母者。：慈石召铁，石，铁之母者。11 希腊，希腊，MagnasMagnasi ia a（麦格西尼亚）发现石块吸引牧羊鞭，（麦格西尼亚）发现石块吸引牧羊鞭，所以磁学为所以磁学为M Ma agnetismgnetism3 3、电磁学（、电磁学（electromagnetismelectromagnetism）18201820年以前，电学、磁学相互独立；年以前，电学、磁学相互独立；18201820年，年，H.C.QersteH.C.Qersted d（丹麦）：发现导线中的电流可以影响罗（丹麦）：发现导线中的电流可以影响罗盘的指针（磁针），才将电学，磁学联系起来。在电盘的指针（磁针），才将电学，磁学联系起来。在电磁学的发展过程中，磁学的发展过程中，Franklin,Ampere,Paisson,Franklin,Ampere,Paisson,Gauss,FaradayGauss,Faraday等很多人都作出了贡献。其中等很多人都作出了贡献。其中M.FaradayM.Faraday英国人，英国人，17911791，生于伦敦人，善于从各生于伦敦人，善于从各种不同的试验现象中找出最本质的东西，发明种不同的试验现象中找出最本质的东西，发明了电磁感应定律和电解定律。了电磁感应定律和电解定律。12 18311831，J.C.MaxwellJ.C.Maxwell诞生，（英，诞生，（英，18311831、1111、1313生于苏格兰首府爱丁堡）生于苏格兰首府爱丁堡）1616岁入爱丁堡大学，后入岁入爱丁堡大学，后入剑桥大学学习，最著名的著作是剑桥大学学习，最著名的著作是“电磁学论文电磁学论文”，A A treatise on eletricity and magnetism treatise on eletricity and magnetism 把电磁学把电磁学恒为一组方程，恒为一组方程，Maxwells equationMaxwells equations s 即只要这一组即只要这一组四个方程原则上就可以解决电磁的一切问题。可类四个方程原则上就可以解决电磁的一切问题。可类比牛顿定律在力学中的地位。但应用范围更广包括比牛顿定律在力学中的地位。但应用范围更广包括一切大型电磁器件，光学器件的基本原理一切大型电磁器件，光学器件的基本原理。13电磁学不是到电磁学不是到MaxwellMaxwells equations equations s就终止了就终止了五、学习要求及方法五、学习要求及方法1 1、要求：、要求：理解电磁学，从实验出发理解电磁学，从实验出发抽象抽象总结出基本总结出基本 规律、定理。规律、定理。14主要要求主要要求：“场场”（不是一点，而是连续分布的场）（不是一点，而是连续分布的场）重点掌握重点掌握：15 基本概念基本概念基本规律基本规律 基本计算方法基本计算方法场：电场、磁场、似稳场、速变场场：电场、磁场、似稳场、速变场路：直流电路（交流路）路：直流电路（交流路）2、学习方法学习方法：教学工具教学工具微积分：作为工具解决具体问题微积分：作为工具解决具体问题分析：作为语言运用（力、热中很少用分析：作为语言运用（力、热中很少用）六、六、参考书目参考书目 (北京大学北京大学)赵凯华、陈熙谋赵凯华、陈熙谋 电磁学电磁学 (清华大学清华大学)张三慧张三慧 电磁学电磁学 （复旦大学）（复旦大学）贾起民贾起民 电磁学电磁学学习电磁学比学力学、热学更学习电磁学比学力学、热学更困难困难一些。一些。