大學物理—相對論、電磁學課程是大連理工大學於2017年4月24日首次在中國大學MOOC開設的慕課課程、國家精品線上開放課程。該課程授課教師為李雪春、李淑鳳、余虹、姜東光、常葆榮、於傑、胡章虎、張佼等。據2021年5月中國大學MOOC官網顯示，該課程已開課9次。
該課程為11周教學內容共40學時，包括相對論基礎、靜電場、恆定磁場、電磁感應、麥克斯韋方程組電磁場等。
基本介紹
- 中文名：大學物理—相對論、電磁學
- 類別：慕課、國家精品線上開放課程
- 提供院校：大連理工大學
- 授課教師：李雪春、李淑鳳、余虹、姜東光、常葆榮、於傑、胡章虎、張佼等
- 授課平台：中國大學MOOC
- 開課時間：2017年4月24日（首次）
課程性質,課程背景,課程定位,開課信息,課程簡介,課程大綱,課前預備,授課目標,作者簡介,
課程性質
課程背景
物理學是研究物質的基本結構、基本運動形式、相互作用和轉化規律的學科。它的基本概念、基本理論與實驗方法滲透在自然科學的各個領域，套用於生產技術的許多部門，因此物理學是自然科學和工程技術的基礎。大學物理課程主要有經典物理和近代物理兩部分。經典物理在科學技術領域仍然是套用最廣泛的基礎理論之一，而且也是學習近代科學技術新理論、新知識的重要基礎理論，在大學物理的學習中對經典物詢捉洪理內容仍應予以重視；大學物理中的近代物理知識是學生今後學習近代科學技術新理論、新知識所須的近代物理基礎理論知識。
課程定位
該課程是高等學校理工農醫科各專業學生狼悼熱一門重要的必修基礎課。這些物多立理基礎知識是構成科學素養的重要組成部分，更是一個科學工作者和工程技術人員所必備的。該課程凝員蒸在為學生較系統地打好必要的物理基礎，培養學生現代的科學的自然觀、宇宙觀和辯證唯物主義世界觀，培養學生的探索、創新精神，培養學生的科學思維能力，掌握科學方法等方面，都具有重要作用。該課程教學內容按照對工科類本科生的要求設定。
開課信息
| 開課次數 | 開課時間 | 授課教師 | 參與人數 |
|---|---|---|---|
第1次開課 | 2017年04月24日~2017年07月31日 | 李雪春、李淑鳳、余虹、姜東光、鄭殊、於傑、奚衍斌、常葆榮、胡章虎、胡晶晶、張佼、劉升光 | 6001 |
第2次開課 | 2017年10月23日~2018年01月15日 | 4128 | |
第3次開課 | 2018年04月23日~2018年07月30日 | 6729 | |
第4次開課 | 2018年08月27日~2019年01月18日 | 5250 | |
第5次開課 | 2019年04月22日~2019年07月20日 | 李雪春、李淑鳳、常葆榮、余虹、胡章虎、姜東光、於傑 | 5528 |
第6次開課 | 2019年08月26日~2019年12月09日 | 4817 | |
第7次開課 | 2020年03月09日~2020年06月15日 | 李雪春、李淑鳳、常葆榮、余虹、胡章虎、姜東光、於傑蘭套恥乎、張佼 | 4566 |
第8次開課 | 2020年08月17日~2020年12月06日 | 李雪春、李淑鳳、常葆榮、余虹、胡章虎、姜東光、於傑 | 4908 |
第9次開課 | 2021年04月12日~2021年07月11日 | 李雪春、李淑鳳、余虹、姜東光、於傑、奚衍斌、常葆榮、胡章虎、胡晶晶、張佼、劉升光 | 待定 |
第1次開課學時安排為未知，第2~9次開課學時安排均為3—5小時每周 | |||
課程簡介
大學物理—相對論和店舟和、電磁學課程為11周教學內容共40學時，包含近代物理的相對論和經典物理的電磁學兩部分。其中，第1、2周介紹狹義相對論和廣義相對論的基礎知識；第3至6周介紹靜電場的物理定律、原理、定理及套用方面的知識；第7至9周介紹恆定磁場中的磁場現象、安培環路定理及套用、磁力矩及做功問題、介質磁化機制與其磁場強度的計算等知識。
課程大綱
一、相對論基礎 | 8 安培環路定理的套用（2） - 均勻密繞細長直螺線管的磁感應強度 |
1 經典相對論原理和伽利略變換 | 9 安培環路定理的套用（3）-均勻密繞螺線環的磁感應強度 |
2 狹義相對論的基本原理和洛倫茲變換 | 10 高斯定理以淋陵想及安培環路定理小結 |
3 相對論的時空觀（上） | 11 帶電粒子在磁場中的運動，磁聚焦 |
4 相對論的時空觀（下） | 12 質譜儀 速度選擇器 磁瓶 |
5 相對論的速度變換 | 13 霍爾效應 |
6 相對論動力學（上） | 14 安培力 |
7 相對論動力學（下） | 15 磁力矩 |
*8 廣義相對論的基本原理 | 16 磁力矩的功 |
*9 廣義相對論的實驗檢驗舉例 | 17 磁力矩做功問題討論 |
二、靜電場和恆定電場 | 18 兩平行長直載流導線間的作用力 |
1 電荷 庫侖定律 | 19 磁介質 介質磁化機制 |
2 電場強度及其疊加原理 | 20 介質的磁化機制 “分子電流”模型 |
3 電場強度疊加原理的套用 | 21 磁化強度 |
4 電場線與電通量 | 22 磁場強度、磁場強度的環路定理 |
5 高斯定理 | 23 介質中磁場強度的計算 |
6 高斯定理的套用 | 24 鐵磁質 |
7 電場力的功 場強環路定理 | 四、 電磁感應 |
8 電勢能與電勢 | 1 法拉第電磁感應定律 |
9 電勢的計算 | 2 動生電動勢 |
10 場強與電勢的微分關係 電勢梯度 | 3 動生電動勢的產生機理 |
11 靜電平衡 | 4 感生電動勢、渦旋電場 |
1 2靜電禁止及有導體存在時靜電場的計算 | 5 感生電動勢、渦旋電場的計算 |
13 電介質及其極化機理 | 6 電子感應加速器 |
14 電介質中的高斯定理 | 7 渦電流 |
15 電介質中的高斯定理的套用 | 8 自感和互感（上） |
16 電容與電容器 | 9 自感和互感（下） |
17 靜電場的能量 | 10 磁場的能量 |
18 恆定電流 | 11 勻速運動點電荷的磁場與電場 |
19 恆定電場 | 五、 麥克斯韋方程組 電磁場 |
三、 恆定磁場 | 1 位移電流 |
1 磁現象，穩恆磁場 | 2 全電流安培環路定理 |
2 磁感應強度 洛倫茲力 | 3 麥克斯韋方程組 |
3 畢奧-薩伐爾定律（1） | 4 平面電磁波 |
4 畢奧-薩伐爾定律（2） | 5 電磁波能量 |
5 磁場的高斯定理 | 6 振盪偶極子輻射的電磁波 |
6 磁場的安培環路定理 | 7 電磁波譜 |
7 安培環路定理的套用（1）- 無限長載流直線以及圓柱電流的磁感應強度 | （註：課程大綱排版從左到右列） |
第一周 相對論基礎（1） | 3.7 磁場的安培環路定理的套用（1） |
1.1 經典相對性原理和伽利略變換 | 3.8 磁場的安培環路定理的套用（2） |
1.2 狹義相對論的基本原理和洛倫茲變換 | 3.9 磁場的安培環路定理的套用（3） |
1.3 相對論的時空觀（上） | *3.10 高斯定理及安培環路定理小結 |
1.4 相對論的時空觀（下） | 第八周 恆定磁場（2） |
第二周 相對論基礎（2） | 3.11 帶電粒子在磁場中的運動 磁聚焦 |
1.5 相對論的速度變換 | 3.12 質譜儀 速度選擇器 磁瓶 |
1.6 相對論動力學（上） | 3.13 霍耳效應 |
1.7 相對論動力學（下） | 3.14 安培力 |
*1.8 廣義相對論的基本原理 | 3.15 磁力矩 |
*1.9 廣義相對論的實驗檢驗舉例 | 3.16 磁力矩的功 |
第一次作業 | 3.17 磁力矩做功問題討論 |
相對論單元測驗 | 3.18 兩平行長直載流導線間的作用力 |
第三周 靜電場（1） | 第四次作業 |
2.1 電荷 庫侖定律 | 第九周 恆定磁場（3） |
2.2 電場強度及其疊加原理 | 3.19 磁介質 介質磁化機制 |
2.3 電場強度疊加原理的套用 | 3.20 介質磁化機制 分子電流模型 |
2.4 電場線與電通量 | 3.21 磁化強度 |
2.5 高斯定理 | 3.22 磁場強度 磁場強度的環路定理 |
2.6 高斯定理的套用 | 3.23 介質中磁場強度的計算 |
第四周 靜電場（2） | 3.24 鐵磁質 |
2.7 電場力的功 場強環路定理 | 恆定磁場單元測驗 |
2.8 電勢能與電勢 | 第十周 電磁感應 |
2.9 電勢的計算 | 4.8 自感與互感（上） |
2.10 場強與電勢的微分關係 電勢梯度 | 4.10 磁場的能量 |
第二次作業 | 4.9自感與互感（下） |
第五周 靜電場（3） | 4.11 勻速運動點電荷的磁場與電場 |
2.11 靜電平衡 | 4.1 法拉第電磁感應定律 |
2.12 靜電禁止及有導體存在時靜電場的計算 | 4.2 動生電動勢 |
2.13 電介質及其極化機理 | 4.3 動生電動勢的產生機理 |
2.14 電介質中的高斯定理 | 4.4 感生電動勢、渦旋電場 |
2.15 電介質中的高斯定理的套用 | 4.5 感生電動勢、渦旋電場的計算 |
第六周 靜電場（4） | 4.6 電子感應加速器 |
2.16 電容與電容器 | 4.7 渦電流 |
2.17 靜電場的能量 | 第五次作業 |
2.18 恆定電流 | 電磁感應單元測試 |
2.19 恆定電場 | 第十一周 麥克斯韋方程組 電磁場 |
第三次作業 | 5.1 位移電流 |
靜電場單元測試 | 5.2 全電流安培環路定理 |
第七周 恆定磁場（1） | 5.3 麥克斯韋方程組 |
3.1 磁現象 穩恆磁場 | 5，4 平面電磁波 |
3.2 磁感應強度 洛倫茲力 | 5.5 電磁波的能量 |
3.3 畢奧-薩伐爾定律（1） | 5.6 振盪偶極子輻射的電磁波 |
3.4 畢奧-薩伐爾定律（2） | 5.7 電磁波譜 |
3.5 磁場的高斯定理 | 第六次作業 |
3.6 磁場的安培環路定理 | 麥克斯韋方程組 電磁場 單元測試 |
（註：課程大綱排版從左到右列）
01 相對論基礎 | 3.8 磁場的安培環路定理的套用（2） |
課時 | 3.9 磁場的安培環路定理的套用（3） |
1.1 經典相對性原理和伽利略變換 | *3.10 高斯定理及安培環路定理小結 |
1.2 狹義相對論的基本原理和洛倫茲變換 | 3.11 帶電粒子在磁場中的運動 磁聚焦 |
1.3 相對論的時空觀（上） | 3.12 質譜儀 速度選擇器 磁瓶 |
1.4 相對論的時空觀（下） | 3.13 霍耳效應 |
1.5 相對論的速度變換 | 3.14 安培力 |
1.6 相對論動力學（上） | 3.15 磁力矩 |
1.7 相對論動力學（下） | 3.16 磁力矩的功 |
*1.8 廣義相對論的基本原理 | 3.17 磁力矩做功問題討論 |
*1.9 廣義相對論的實驗檢驗舉例 | 3.18 兩平行長直載流導線間的作用力 |
02 靜電場與恆定電場 | 3.19 磁介質 介質磁化機制 |
課時 | 3.20 介質磁化機制 分子電流模型 |
2.1 電荷 庫侖定律 | 3.21 磁化強度 |
2.2 電場強度及其疊加原理 | 3.22 磁場強度 磁場強度的環路定理 |
2.3 電場強度疊加原理的套用 | 3.23 介質中磁場強度的計算 |
2.4 電場線與電通量 | 3.24 鐵磁質 |
2.5 高斯定理 | 04 電磁感應 |
2.6 高斯定理的套用 | 課時 |
2.7 電場力的功 場強環路定理 | 4.1 法拉第電磁感應定律 |
2.8 電勢能與電勢 | 4.2 動生電動勢 |
2.9 電勢的計算 | 4.3 動生電動勢的產生機理 |
2.11 靜電平衡 | 4.4 感生電動勢、渦旋電場 |
2.12 靜電禁止及有導體存在時靜電場的計算 | 4.5 感生電動勢、渦旋電場的計算 |
2.13 電介質及其極化機理 | 4.6 電子感應加速器 |
2.14 電介質中的高斯定理 | 4.7 渦電流 |
2.15 電介質中的高斯定理的套用2.10 場強與電勢的微分關係 電勢梯度 | 4.8 自感與互感（上） |
2.16 電容與電容器 | 4.9自感與互感（下） |
2.17 靜電場的能量 | 4.10 磁場的能量 |
2.18 恆定電流 | 4.11 勻速運動點電荷的磁場與電場 |
2.19 恆定電場 | 05 麥克斯韋方程組 電磁場 |
03 恆定磁場 | 課時 |
課時 | 5.1 位移電流 |
3.1 磁現象 穩恆磁場 | 5.2 全電流安培環路定理 |
3.2 磁感應強度 洛倫茲力 | 5.3 麥克斯韋方程組 |
3.3 畢奧-薩伐爾定律（1） | 5，4 平面電磁波 |
3.4 畢奧-薩伐爾定律（2） | 5.5 電磁波的能量 |
3.5 磁場的高斯定理 | 5.6 振盪偶極子輻射的電磁波 |
3.6 磁場的安培環路定理 | 5.7 電磁波譜 |
3.7 磁場的安培環路定理的套用（1） | （註：課程大綱排版從左到右列） |
課前預備
- 預備知識
學習大學物理—相對論、電磁學課程需要具備高中物理、高等數學等知識。
- 學習資料
授課目標
通過學習該課程，使學生能夠掌握狹義相對論的基本原理、理解狹義相對論的時空觀；學習和掌握電場、磁場、電磁感應的基本規律和基本現象，特別是電磁場的基本定理和定律，並利用這些定理定律分析和解決電磁學中的相關問題。
作者簡介
余虹，女，大連理工大學物理與光電工程學院教授、碩士生導師。
李雪春，女，博士，大連理工大學物理學院教授、碩士生導師。
李淑鳳，女，博士，大連理工大學物理學院教授、碩士生導師。
鄭殊，女，博士，大連理工大學物理學院教授、碩士生導師。
於傑，女，博士，大連理工大學物理學院副教授、碩士生導師。
奚衍斌，男，博士，大連理工大學物理學院副教授、碩士生導師。
常葆榮，女，博士，大連理工大學物理學院副教授、碩士生導師。
胡章虎，男，博士，大連理工大學物理學院副教授、博士生導師、碩士生導師。
胡晶晶，女，博士，大連理工大學物理學院副教授、碩士生導師。
張佼，女，博士，大連理工大學物理學院副教授、碩士生導師。
劉升光，男，博士，大連理工大學高級工程師。
第一周 相對論基礎（1） | 3.7 磁場的安培環路定理的套用（1） |
1.1 經典相對性原理和伽利略變換 | 3.8 磁場的安培環路定理的套用（2） |
1.2 狹義相對論的基本原理和洛倫茲變換 | 3.9 磁場的安培環路定理的套用（3） |
1.3 相對論的時空觀（上） | *3.10 高斯定理及安培環路定理小結 |
1.4 相對論的時空觀（下） | 第八周 恆定磁場（2） |
第二周 相對論基礎（2） | 3.11 帶電粒子在磁場中的運動 磁聚焦 |
1.5 相對論的速度變換 | 3.12 質譜儀 速度選擇器 磁瓶 |
1.6 相對論動力學（上） | 3.13 霍耳效應 |
1.7 相對論動力學（下） | 3.14 安培力 |
*1.8 廣義相對論的基本原理 | 3.15 磁力矩 |
*1.9 廣義相對論的實驗檢驗舉例 | 3.16 磁力矩的功 |
第一次作業 | 3.17 磁力矩做功問題討論 |
相對論單元測驗 | 3.18 兩平行長直載流導線間的作用力 |
第三周 靜電場（1） | 第四次作業 |
2.1 電荷 庫侖定律 | 第九周 恆定磁場（3） |
2.2 電場強度及其疊加原理 | 3.19 磁介質 介質磁化機制 |
2.3 電場強度疊加原理的套用 | 3.20 介質磁化機制 分子電流模型 |
2.4 電場線與電通量 | 3.21 磁化強度 |
2.5 高斯定理 | 3.22 磁場強度 磁場強度的環路定理 |
2.6 高斯定理的套用 | 3.23 介質中磁場強度的計算 |
第四周 靜電場（2） | 3.24 鐵磁質 |
2.7 電場力的功 場強環路定理 | 恆定磁場單元測驗 |
2.8 電勢能與電勢 | 第十周 電磁感應 |
2.9 電勢的計算 | 4.8 自感與互感（上） |
2.10 場強與電勢的微分關係 電勢梯度 | 4.10 磁場的能量 |
第二次作業 | 4.9自感與互感（下） |
第五周 靜電場（3） | 4.11 勻速運動點電荷的磁場與電場 |
2.11 靜電平衡 | 4.1 法拉第電磁感應定律 |
2.12 靜電禁止及有導體存在時靜電場的計算 | 4.2 動生電動勢 |
2.13 電介質及其極化機理 | 4.3 動生電動勢的產生機理 |
2.14 電介質中的高斯定理 | 4.4 感生電動勢、渦旋電場 |
2.15 電介質中的高斯定理的套用 | 4.5 感生電動勢、渦旋電場的計算 |
第六周 靜電場（4） | 4.6 電子感應加速器 |
2.16 電容與電容器 | 4.7 渦電流 |
2.17 靜電場的能量 | 第五次作業 |
2.18 恆定電流 | 電磁感應單元測試 |
2.19 恆定電場 | 第十一周 麥克斯韋方程組 電磁場 |
第三次作業 | 5.1 位移電流 |
靜電場單元測試 | 5.2 全電流安培環路定理 |
第七周 恆定磁場（1） | 5.3 麥克斯韋方程組 |
3.1 磁現象 穩恆磁場 | 5，4 平面電磁波 |
3.2 磁感應強度 洛倫茲力 | 5.5 電磁波的能量 |
3.3 畢奧-薩伐爾定律（1） | 5.6 振盪偶極子輻射的電磁波 |
3.4 畢奧-薩伐爾定律（2） | 5.7 電磁波譜 |
3.5 磁場的高斯定理 | 第六次作業 |
3.6 磁場的安培環路定理 | 麥克斯韋方程組 電磁場 單元測試 |
（註：課程大綱排版從左到右列）
01 相對論基礎 | 3.8 磁場的安培環路定理的套用（2） |
課時 | 3.9 磁場的安培環路定理的套用（3） |
1.1 經典相對性原理和伽利略變換 | *3.10 高斯定理及安培環路定理小結 |
1.2 狹義相對論的基本原理和洛倫茲變換 | 3.11 帶電粒子在磁場中的運動 磁聚焦 |
1.3 相對論的時空觀（上） | 3.12 質譜儀 速度選擇器 磁瓶 |
1.4 相對論的時空觀（下） | 3.13 霍耳效應 |
1.5 相對論的速度變換 | 3.14 安培力 |
1.6 相對論動力學（上） | 3.15 磁力矩 |
1.7 相對論動力學（下） | 3.16 磁力矩的功 |
*1.8 廣義相對論的基本原理 | 3.17 磁力矩做功問題討論 |
*1.9 廣義相對論的實驗檢驗舉例 | 3.18 兩平行長直載流導線間的作用力 |
02 靜電場與恆定電場 | 3.19 磁介質 介質磁化機制 |
課時 | 3.20 介質磁化機制 分子電流模型 |
2.1 電荷 庫侖定律 | 3.21 磁化強度 |
2.2 電場強度及其疊加原理 | 3.22 磁場強度 磁場強度的環路定理 |
2.3 電場強度疊加原理的套用 | 3.23 介質中磁場強度的計算 |
2.4 電場線與電通量 | 3.24 鐵磁質 |
2.5 高斯定理 | 04 電磁感應 |
2.6 高斯定理的套用 | 課時 |
2.7 電場力的功 場強環路定理 | 4.1 法拉第電磁感應定律 |
2.8 電勢能與電勢 | 4.2 動生電動勢 |
2.9 電勢的計算 | 4.3 動生電動勢的產生機理 |
2.11 靜電平衡 | 4.4 感生電動勢、渦旋電場 |
2.12 靜電禁止及有導體存在時靜電場的計算 | 4.5 感生電動勢、渦旋電場的計算 |
2.13 電介質及其極化機理 | 4.6 電子感應加速器 |
2.14 電介質中的高斯定理 | 4.7 渦電流 |
2.15 電介質中的高斯定理的套用2.10 場強與電勢的微分關係 電勢梯度 | 4.8 自感與互感（上） |
2.16 電容與電容器 | 4.9自感與互感（下） |
2.17 靜電場的能量 | 4.10 磁場的能量 |
2.18 恆定電流 | 4.11 勻速運動點電荷的磁場與電場 |
2.19 恆定電場 | 05 麥克斯韋方程組 電磁場 |
03 恆定磁場 | 課時 |
課時 | 5.1 位移電流 |
3.1 磁現象 穩恆磁場 | 5.2 全電流安培環路定理 |
3.2 磁感應強度 洛倫茲力 | 5.3 麥克斯韋方程組 |
3.3 畢奧-薩伐爾定律（1） | 5，4 平面電磁波 |
3.4 畢奧-薩伐爾定律（2） | 5.5 電磁波的能量 |
3.5 磁場的高斯定理 | 5.6 振盪偶極子輻射的電磁波 |
3.6 磁場的安培環路定理 | 5.7 電磁波譜 |
3.7 磁場的安培環路定理的套用（1） | （註：課程大綱排版從左到右列） |
課前預備
- 預備知識
學習大學物理—相對論、電磁學課程需要具備高中物理、高等數學等知識。
- 學習資料
授課目標
通過學習該課程，使學生能夠掌握狹義相對論的基本原理、理解狹義相對論的時空觀；學習和掌握電場、磁場、電磁感應的基本規律和基本現象，特別是電磁場的基本定理和定律，並利用這些定理定律分析和解決電磁學中的相關問題。
作者簡介
余虹，女，大連理工大學物理與光電工程學院教授、碩士生導師。
李雪春，女，博士，大連理工大學物理學院教授、碩士生導師。
李淑鳳，女，博士，大連理工大學物理學院教授、碩士生導師。
鄭殊，女，博士，大連理工大學物理學院教授、碩士生導師。
於傑，女，博士，大連理工大學物理學院副教授、碩士生導師。
奚衍斌，男，博士，大連理工大學物理學院副教授、碩士生導師。
常葆榮，女，博士，大連理工大學物理學院副教授、碩士生導師。
胡章虎，男，博士，大連理工大學物理學院副教授、博士生導師、碩士生導師。
胡晶晶，女，博士，大連理工大學物理學院副教授、碩士生導師。
張佼，女，博士，大連理工大學物理學院副教授、碩士生導師。
劉升光，男，博士，大連理工大學高級工程師。
