电磁学教学大纲 (022506,022504)

课程概况
开课学院	物理学院	学分	4
课程类型	理论课程	使用学生	所有本科生
关键词	电场; 磁场; 电磁感应，麦克斯韦方程组
授课对象	物理学院，少年班学院，核科学技术学院，地球与空间科学学院，化学与材料科学学院，生命学院，工程学院等和其它感兴趣的本科生。
课程网站	http://www.bb.ustc.edu.cn/webapps/portal/frameset.jsp?tab_tab_group_id=_2_1&url=/webapps/blackboard/execute/courseMain?course_id%3D_56_1 http://staff.ustc.edu.cn/~bjye/em/index.htm	教学语言	中文 英文
教材	《电磁学•电动力学》上册，胡友秋，程福臻，叶邦角，科学出版社. （春季学期） 《交叉科学电磁学》，叶邦角, 中国科学技术大学出版社 （秋季学期）
阅读材料	《费曼物理学讲义》 第二版 ,费曼，莱顿和萨兹， Pearson-Wesley Press
课程简介	电磁学是一门关于电磁现象及其电磁相互作用的课程，内容涉及在真空、导体、介质中的静态和随时间演变的电场和磁场规律，主要章节包括电场、磁场、电磁力、导体与介质的电磁特性、电磁感应、直流电和交流电、麦克斯韦电磁方程组和电磁波。此外，本课程还探讨电磁科学的最新发展及其应用。

选课要求

学生必须通过： 力学 微积分

选课辅助要求

矢量分析与场论初步 热学

学生学习要点和难点

要成功完成本课程的学习，学生需要到达：

1)掌握电荷和电流产生的电场和磁场的基本公式和计算。

2) 理解和解释电荷和电流密度(体积和表面和线)和电导率。

3) 理解和使用的电偶极子和磁矩概念; 计算电偶极子在外电场中的力和力矩，计算磁矩在外磁场中的力和力矩。

4) 理解和解释极化和磁化概念，理解四个场量D, H, E 和 B的定义以及E和B之间的关系，作用在带电粒子上的力，理解极化电荷和磁化电流的概念；以及不同介质分界面的边界条件。

5) 理解和解释电场和磁场能量密度，理解非线性介质如铁磁性材料的特性。

6) 能利用唯一性定理，电象法，场线规律，毕奥-萨伐尔定律，法拉第电磁感应定律，安培环路定律和电场的高斯定律解决一些涉及边界的电场和磁场问题。

7) 麦克斯韦的位移电流， 连续性方程，自感和互感，坡印廷矢量，能流，辐射压力等概念的派生和应用。

8) 从麦克斯韦方程组推导电磁波和平面电磁波及其应用，电磁波的产生和传播，趋肤效应等。

9) 了解电场和磁场的测量。.

评估信息

平时工作, 20%
课程考试, 80%

特殊安排

电磁学小论文，参观电磁装置应用的单位，课外专题报告

辅助信息
教学要点	1)静电场：库仑定律，电场，高斯定律，电势，电场能量，电容，电阻，电偶极子，面电荷和体电荷问题，电介质中的行为，欧姆定律，基尔霍夫定律和直流电路。 2) 静磁场：磁力，磁场，毕奥-萨伐尔定律，高斯定律和安培环路定律，面电流和体电流问题，磁性材料和磁化，霍尔效应。 3)电磁感应：感应电动势，法拉第电磁感应定律，涡旋电场，互感与自感，磁场能量，简单的交流电路，变压器。 4) 麦克斯韦方程组： 真空中随时间变化的电场和磁场，位移电流，电磁波产生，电磁场的能量，单色电磁波，导体中的电磁波，介质中的电磁波。

Contacts
课程负责人	叶邦角 Tel: (0551)63607422 Email: bjye@ustc.edu.cn	课程秘书	刘晓华 Tel: (0551)630600719 Email: lxh@ustc.edu.cn